在辅助量子比特协助下玻色模式中确定性选择性光子增加的实验实现

玻色量子纠错码主要设计用于抵御单光子损耗。为纠正此类错误，可将逻辑量子比特编码于具有确定光子宇称的码空间内，例如猫码或二项式码。纠错需要一种恢复操作，将具有相反宇称的错误态映射回码态。在此，我们在超导量子比特辅助下，对玻色模式（一个微波腔）实现了一组光子数选择性的同步光子增加操作。这些操作实现为同时激发腔和量子比特的双光子跃迁。量子比特的额外自由度使得在相反光子宇称的空间之间实现相干、单向的映射成为可能。我们展示了所施加驱动的成功实验实现及其在 Fock 态叠加上所实现的相位控制。所述技术在补充以量子比特重置后，适用于玻色系统中的自主量子纠错，更一般地，为在玻色模式上实现一系列非幺正变换开辟了可能。