纠缠对信号衰减和放大的敏感性

我们分析了携带纠缠的物理信号在确定性衰减和放大过程中连续变量纠缠动力学的一般规律。这些过程不可避免地伴随着噪声，因此我们找到了破坏高斯和非高斯输入态纠缠的噪声强度基本限制。研究表明，即使处于量子极限性能下，功率增益 $\kappa_i \ge 2$（约 3 dB，$i=1,\ldots,N$）的相位不敏感放大 $\Phi_1 \otimes \Phi_2 \otimes \ldots \otimes \Phi_N$ 也会破坏任何 $N$ 模高斯态的纠缠。相比之下，我们展示了具有几个光子能量的非高斯态，其纠缠在任何程度的衰减或增益下，都能在超出量子极限性能的宽范围噪声中得以存续。我们检测了信道 $\Phi_1 \otimes \Phi_2$ 的纠缠保持特性，其中每个模式都经历确定性衰减或放大。研究表明，高能高斯态对非常不对称的衰减具有鲁棒性，而非高斯态在对称衰减和一般放大情况下更具优势。若 $\Phi_1 = \Phi_2$，总噪声不应超过 $\frac{1}{2} \sqrt{\kappa^2+1}$ 以保证纠缠保持。