多模高斯态光子计数测量生成非经典光的前导概率优化

产生高度非经典的量子光态对于光量子信息处理和量子计量学至关重要。鉴于光场之间缺乏足够强的非线性相互作用,目前常用的光学量子态制备方案都是基于多模压缩高斯态的部分光子数测量所诱导的非线性效应,具有条件性特征。这类概率性量子态工程方案的开发与优化,是当前量子光学领域面临的核心挑战之一。随着技术进步和实验发展到能检测更多光子数时,最大化预示概率对于确保足够高的态制备速率变得尤为关键。本研究表明,对于基于高斯态和光子数测量的条件性量子态制备方案,可将预示概率最大化问题转化为求解多项式方程组,这为寻找最优配置提供了有效途径,并使该工作能够应用专门针对此类方程组的求解技术。该方法能无缝整合现有单模正交压缩的物理限制,具有重要的实验相关性。研究主要考虑福克态有限叠加态的生成,但证明该方法可直接扩展至福克态压缩叠加态的制备。由于聚焦于零相干位移的高斯态,条件生成的态具有明确的光子数宇称特性。该团队以单模和双模态的生成为例(采用双预示模式),展示了这一通用方法的具体应用。

作者单位: VIP可见
页数/图表: 登录可见
提交arXiv: 2026-04-28 17:55

量科快讯