利用非纠缠 ancilla 单轨量子比特提升线性光学测量

任何由小非重叠空间时间 bin 切分的辐射场量子态都是单轨量子比特的集合，每个量子比特跨越该模式的真空和单光子 Fock 态。对这些量子比特进行量子逻辑运算即可实现对信息承载光的任意测量，但由于缺乏强非线性，这一过程十分困难。我们表明，利用非纠缠 ancilla 单轨量子比特、8 端口干涉仪和光子探测，即可实现单轨量子比特在 XY Bloch 平面内的任意测量，成功概率可达 $147/256$，显著优于先前已知的 $1/2$ 上限。