一种以heralded方式放大的多光子态量子放大器

大规模量子网络系统不可避免地需要克服光子损耗的方法。虽然 no-cloning 定律禁止对未知量子态的完美确定性放大，但概率性heralded放大方案为可行之路。然而，尽管多光子态放大在实现光学应用中的量子优势方面具有根本性重要性，已有十年之久，成功的多光子态放大仍然难以实现。本文我们实验性地演示了一个高保真度且无后选(post-selection)放大器，用于多光子态。我们实现了单个光模式中最多两个光子态的heralded放大， intensity gain 超过一百倍，并验证了该方案的保护相干性。我们的方案可扩展至更高光子数，实现复杂多光子量子态的无噪声放大，适用于大规模量子通信系统、分布式量子测量以及信息处理。