光子加权图态的实验实现及其在量子测距中的应用

量子测距旨在通过利用量子现象来推动测量精度的边界。传统方法通常依赖最大纠缠资源，而这些状态在实际 setups 中往往难以产生和维持。本文展示，最大纠缠约束可被解除，通过实验实现一种光子两比特加权图态，其图权重可任意调节。我们将生成的状态作为量子增强相位测量的资源。我们对该状态进行实验表征，研究其在图权重从最大纠缠到弱纠缠极限变化时，针对两种不同局部测量基的最小估计方差。我们发现与理论预测之间存在良好的定量一致性，并观察到在图权重远低于最大纠缠极限时，仍可获得超出经典可达精度限制的精度提升。这一结果表明，仅需相当数量的纠缠即可实现量子优势。尽管此方案在我们测试 setup 中不可扩展，但本工作代表了首次使用线性光学实现可调节图权重的加权图态。我们预计该模型的更可扩展版本在芯片光子平台上可能实现。