动态受激发射用于确定性增减传播光子
光子减除与增添是量子光学中至关重要的非高斯操作过程,但传统基于线性光学和光子数分辨探测的方法往往成功率较低。本研究提出动态受激发射新机制——通过时间依赖耦合使量子发射体发生受激发射。研究证明该机制可利用二能级或三能级发射体,确定性地对传播光场模式实现单光子增添或减除。针对福克态,该工作给出了半解析解方案,能以>0.996保真度实现确定且无条件的单光子操作。半解析解涵盖动态耦合二能级系统,以及由相干激光驱动的动态耦合三能级系统。进一步研究展示该技术可对光子数叠加态实施操作:通过级联减除或增添,能从压缩真空态制备薛定谔猫态。最后证明该光子增添过程能以>0.99成功率和保真度,对任意压缩位移态实现高效单光子增添,无需在线压缩即可将量子发射体从单光子源升级为单光子增添高斯态源。该方案为构建超越单光子的高效单模非高斯光源提供了量子发射体集成新路径。
量科快讯
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