双模宏观量子叠加态的光子数差绝对值滤波

我们讨论一种能够滤除模布居数差异超过特定阈值的双模光态的装置，同时不揭示哪个模的布居数更多。它将允许以一种保留特定叠加态的方式工程化光的宏观量子态。因此，它将增强使用这些态的光学相位估计以及“宏观”量子比特的可区分性。我们提出了一种光学方案，它是这种滤波器相对简单但非理想的操作实现。它利用低反射率的偏振中性分束器对原始偏振双模场进行抽头。接着，反射光束在偏振分束器上发生适当干涉。该偏振分束器的取向使得它能够选择相对于原始模式无偏的偏振模式。入射双模 Fock 态的布居数越不均等，偏振分束器输出模式的布居数就越均等。这种效应对于高布居数态尤为显著。此外，对于这类态，我们预期原始场与抽头场之间存在强布居数关联。因此，在对偏振分束器输出进行光子数测量后，可以使用前馈回路让快门通过由抽头分束器透射的场。这仅在输出计数大致相等时发生。在这种情况下，透射场的两个模在占据数上差异极大，而关于哪个模布居数更多的信息则不存在（这是保留叠加态的必要条件）。