通过广义光子减除产生光学薛定谔猫态

我们提出一种高速率产生光学薛定谔猫态的方法。迄今为止，从压缩真空态中减除光子一直是猫态产生的标准方法，但其对实验参数的限制制约了产生速率。本文中，我们考虑通过对任意双模高斯态的一模进行光子数测量来产生态，这是传统光子减除的推广，并推导了产生高保真度大振幅猫态的条件。我们的方法放宽了对实验参数的限制，使我们能够优化这些参数并获得高产生速率。在假定现实实验条件下，大振幅（$|\alpha| \ge 2$）猫态的产生速率可超过每秒百万计数，约比传统光子减除的典型速率高 $10^3$ 至 $10^6$ 倍。该速率可随相关技术进步进一步提升。以高速率产生非高斯态在基于光学连续变量的量子计算中十分重要，其中可扩展计算平台已被证实，但光的非高斯态制备仍是一项挑战性任务。我们的方案降低了态制备的难度，并为量子光学中的实际应用开辟了道路。