量子科技中心_量科网

在量子通信与基于融合的量子计算中，当仅使用无源线性光学元件时，光子贝尔测量从根本上受到限制。虽然对于量子比特而言，部分贝尔态可以通过静态分束器明确识别，且无需额外光子或纠缠，但要接近或实现对完全确定性的贝尔测量，就需要额外的辅助光子，或至少具有一定额外纠缠水平的额外辅助自由度。在此，该研究证明了当相同的两个光子携带维度为 \(d\) 的系统量子态 \(d\)，以及一个固定的辅助纠缠态 \(Φ\)（可能分布在多个额外自由度上，总施密特秩为 \(r_Φ\)）时，存在一个精确的资源阈值。该研究指出，当 \(r_Φ \geqslant \lceil d/2 \rceil\) 时，可以出现单一的结论性贝尔标记函数，但要确定性区分所有 \(d^2\) 个贝尔态标记，则需要 \(r_Φ \geqslant d\)。通过在每个光子的系统与辅助自由度之间进行局域贝尔基排序，一个最大纠缠的秩为 \(d\) 的辅助态即可达到该界限。因此，辅助施密特秩是用于无辅助光子嵌入式光子贝尔测量的认证资源。