确定性单光子加法器与减法器
量子物理
2025-02-18 v1 光学
摘要
单光子加法和减法是量子信息处理中的基本操作。传统上，单光子加法器（SPA）和单光子减法器（SPS）分别使用创建算子和消灭算子来描述其行为。然而，我们展示了这种基于梯度算子的描述包含显著的理论缺陷。为解决这些问题，我们发展了一个基于 Kraus 算子的数理框架，适用于 coherent 与 non-coherent 的 SPA 和 SPS。此外，我们提出了一种实现利用三能级原子实现 cavity 模态确定性 SPA 和 SPS的方法。我们分析了这些操作对各种量子态的影响。此外，我们演示了使用控制脉冲可提高 SPA 和 SPS 的性能，有效地保持结果光子态的量子相干性。
引用
@article{arxiv.2502.11376,
title = {Deterministic Single-Photon Adder and Subtractor},
author = {Si-Qi Jiang and Hai-Jun Xing and Li-Ping Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.11376},
year = {2025}
}
备注
14 pages, 28 figures