通过光子添加产生预报光学“薛定谔猫”态

光学“薛定谔猫”态，即两个准经典相干态的非经典叠加，既是检验介观尺度量子物理思想实验的基础，也日益被认可为量子信息处理的资源。在此，我们报道首个通过向压缩真空态添加光子来实现光学“薛定谔猫”态的实验，此前仅实现了光子减除协议。光子添加使我们得以利用预报信号光子作为实验触发，并能以超过$8.5 \times 10^4$计数每秒的速率生成“薛定谔猫”态；至少比此前所有报道的实现高一个数量级。即使在初始压缩真空输入态纯度较低时，也在低至 -8.89 dB 压缩下展示了具有显著负部的维格纳分布。针对此类退化压缩输入态进行基准测试，我们报道了与最大猫振幅$|\alpha| \approx 1.66$下超过80%的最大保真度。我们的实验使用成对的光子添加，其中一光子用于监测，赋予我们增强的控制力；此外成对产生速率高，应允许通过重复级联进行光子添加的反复应用。