突破腔内压缩的 3 dB 极限及其在非破坏量子比特读出中的应用

虽然传播场的压缩原则上可以任意强，但腔场压缩受到众所周知的 3 dB 极限的限制，因此应用有限。在此，我们提出使用全量子简并参量放大器（DPA）来突破该压缩极限。具体而言，我们表明，通过{\it 简单地}对信号模施加双音驱动，泵浦模可以{\it 反直觉地}被信号模的光子损耗驱动到压缩稳态，其压缩度原则上可{\it 任意高}。此外，我们证明这种腔内压缩可使纵向量子比特读出的信噪比随压缩度{\it 指数}增长。相应地，即使对于适度参数，也可实现测量误差{\it 多个数量级}的改善。形成鲜明对比的是，使用半经典 DPA 的腔内压缩{\it 不能}实际提高信噪比，从而改善测量误差。我们的结果拓展了 DPA 的应用范围，并为现代量子技术开辟了新机遇。