线性光学中多光子态纯度类不变式的实验观察
量子物理
2025-06-17 v1
摘要
线性光学网络 (LONs) 具有多光子输入，为先进的量子技术提供了强大的平台。然而，LON 的自由度数量远少于多光子多模 Fock 空间的维数，因此无法在多光子态上实现任意的酉演化。理解这些内在约束对于多光子态的准备、操控和测量至关重要。尽管已展示了多光子态的若干性质在 LON 酉演化下保持不变，但其物理解释尚不清晰。本文引入一种厄米 transfer 矩阵方法来探索多光子演化，揭示整体态纯度分解为三个 distinct 的不变式——每个不变式分别源于单光子动力学或多光子干涉。我们通过准备不同的初始态、施加 LON 酉演化并测量所得不变式来实验观察这些纯度类不变式。我们的结果不仅确认了其守恒，还为理解线性光学中的多光子态演化提供了宝贵的洞察。
引用
@article{arxiv.2506.12857,
title = {Experimental Observation of Purity-Like Invariants of Multi-photon States in Linear Optics},
author = {Baichuan Yang and Hao Zhan and Minghao Mi and Aonan Zhang and Liang Xu and Lijian Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.12857},
year = {2025}
}
备注
3 figures, supplementary material included