有限时间分辨率下利用光子探测器的光量子态制备分析

量子态制备对量子信息处理十分重要。特别是在连续变量光量子计算中，非高斯态是通用操作与纠错所必需的。光学非高斯态通常由利用光子探测器的预示方案生成。在先前实验中，光子探测器的时间分辨率相对于量子态的时间宽度足够高，因此非高斯态制备的传统理论将探测器时间分辨率视为可忽略。然而，当使用包括光子数分辨探测器在内的各类光子探测器时，时间分辨率不可忽略。本文中，我们将利用光子探测器的量子态制备传统理论推广至有限时间分辨率情形，以单光子和双光子制备为例进行分析，并发现所生成态由无量纲参数 $B$ 表征，其定义为探测器时间分辨率 $\Delta t$ 与光源带宽 $\Delta f$ 之积。基于该结果，要保持所生成量子态的高纯度与高保真度，需满足 $B\sim0.1$。