通过选择性测量从相干态生成 Fock 态叠加

Fock 态及其叠加态是非经典物理的奇异测试平台，也是量子技术的重要资源。我们提供了一种简单的量子测量协议，用于从目标谐振腔的相干态生成任意 Fock 态以及某些叠加 Fock 态，而无需任何精心设计的驱动。该条件协议可通过谐振腔与辅助量子比特之间的 Jaynes-Cummings 相互作用耦合的自由演化序列以及量子比特上的投影测量来高效构建。通过适当选择每次演化-测量周期的持续时间和谐振腔的初始态，我们可以以超过 99% 的保真度在少于 30 次测量中生成所需的 Fock 态 $|n\rangle$ 和叠加 Fock 态 $(|0\rangle+|n\rangle)/\sqrt{2}$（$n\sim 10$）。此外，我们的协议可以 straightforwardly 扩展到双谐振腔系统中具有多个激发的 Bell 态 $(|00\rangle+|nn\rangle)/\sqrt{2}$ 的生成。我们还计算了在退相干存在的情况下我们协议的产出保真度和成功概率。