原子 W 类状态在腔量子相干系统中的融合

众所周知，最大化纠缠的 GHZ 状态可实现完美的量子传输和超密编码，而最大化纠缠的 W 状态则不能。然而，已证明存在一种特殊类别的非最大化纠缠 W 状态，称为“W 类状态”，能够克服这一限制。因此，准备此类 W 类状态对于高效量子通信具有重要意义。本文提出了两种基于原子与单模腔场大频移相互作用的新型高效原子 W 类状态融合方案，分别可由两个小规模原子 |\mathcal{W}_{N}\rangle 和 |\mathcal{W}_{M}\rangle 状态以及三个小规模原子 |\mathcal{W}_{N}\rangle、|\mathcal{W}_{M}\rangle 和 |\mathcal{W}_{T}\rangle 状态通过检测一个或两个融合原子的状态来准备大规模原子 |\mathcal{W}_{N+M-1}\rangle 和 |\mathcal{W}_{N+M+T-2}\rangle 状态。特别地，尽管本方案的融合过程涉及粒子损失，但相应的成功概率是高且固定的，这可能导致高效的融合效率。此外，通过资源成本和可行性分析，本协议在当前实验条件下简单且可行。所有这些都表明它为准备用于完美量子传输和超密编码的大规模原子 W 类状态提供了一种新的策略。