频率失配光子在量子信息处理中的效应

许多有前景的量子信息处理 (QIP) 方案依赖于少光子干涉效应。在这些提议中，光子被视为不可区分粒子。然而，单光子源通常因器件不同而存在差异。因此，来自不同源的光子不会完全相同，其频率也会存在一些变化。在此，我们分析了这种频率失配对 QIP 方案的影响。作为示例，我们考虑了 Barrett 和 Kok 提出的分布式 QIP 协议，以及作为许多线性光学量子计算方案核心的 Hong-Ou-Mandel 干涉。在分布式 QIP 协议中，我们发现纠缠量子比特态的保真度关键取决于单光子探测器的时间分辨率。具体而言，当假设理想探测器模型时，保真度不会降低；而在使用具有有限响应时间的现实探测器时，可能会遇到保真度降低的情况。我们在 Hong-Ou-Mandel 干涉情况下也得到了类似结果——使用完美探测器时，观察到一种修正版本的量子干涉，且随着探测器时间分辨率的降低，干涉条纹的可见度也随之降低。我们的研究结果表明，只要拥有足够快速的探测器，就可以克服由频率失配引起的问题。