单光子增强型I类融合门
融合测量是线性光学量子计算与量子网络的关键基础操作。I型和II型融合门被广泛用于将小型纠缠资源态组合成更大规模的光子态,但在缺乏辅助资源的情况下,其成功概率上限仅为1/2。现有效率达3/4的I型融合方案需依赖纠缠贝尔对辅助态,而该辅助态本身的制备过程既具有概率性又消耗大量资源。本研究提出一种增强型I型融合门方案,仅需四个辅助单光子与被动线性光学元件即可实现3/4的总成功率。该门直接成功概率为5/8,并通过蒸馏步骤将部分纠缠输出转化为额外成功事件。通过估算生成典型大规模纠缠光子态所需资源,该团队量化了该方案的实际优势,证明其能显著降低资源开销。这些成果拓展了资源高效型线性光学基础操作集合,为实现可扩展的光子量子计算与量子通信提供了大幅降低资源需求的新途径。

