利用腔内量子点确定性产生 N00N 态

与经典光源相比，基于由 $N$ 个光子组成的 N00N 态的量子源可实现 $N$ 倍高的相位灵敏度，从而产生超分辨率。基于线性光学和投影测量的 N00N 态制备方案仅具有成功概率 $p$，该概率随 $N$ 指数衰减，例如对于 $N=20$，$p=4.4\times 10^{-14}$。前馈改善了标度，但每次尝试中 $N$ 都会非确定性地波动。基于参量下转换的方案则受限于低产生效率和低保真度。最近一种基于腔内原子的方案结合了确定性时间演化、局部幺正操作和投影测量。在此，我们提出了一种新颖方案，基于腔内 $N$ 个光子与四个半导体量子点 (QDs) 的非共振相互作用，以确定性方式 ($p=1$) 产生 N00N 态，且对于 $N\lesssim 60$ 保真度高于 90%，无需任何投影测量或局部幺正操作。利用我们的度量，我们获得了任意 $N$ 的最大 $N$ 光子纠缠 $E_N=1$。我们的方法为将 N00N 态源微型化至纳米尺度 regime 铺平了道路，并有可能将其集成在基于半导体材料的计算机芯片上。