相敏光量子态的全光存储

我们实验演示了对于光学量子化振子模式形式为$\alpha |0\rangle + \beta e^{i\theta} |1\rangle$的相敏、光子数叠加态的存储与按需释放。为此，我们向由两级串联光学腔组成的存储系统中引入了一种相位探测机制，该系统此前用于相不敏感单光子态的存储[Phys. Rev. X 3, 041028 (2013)]。这是首次全光存储高度非经典且相敏光量子态的演示。存储后态的强非经典性表现为相应Wigner函数在相空间中偏离原点的负区域。若无存储系统的相位信息，该负性 otherwise 无法获得。尽管我们的方案包含任意单轨量子比特态的光学存储、按需释放与同步的可能性，但其并不限于此类态。事实上，我们的技术可推广至更一般的相敏态，如多光子叠加或纠缠态，因而代表了迈向先进光学量子信息处理的重要一步，其中高度非经典态被用作资源。