基于线性量子网络图表示的预告式光学纠缠生成

光子的无损预告纠缠是量子信息处理的一种宝贵资源。然而，它们通常需要辅助粒子和模式，这增加了电路的复杂性。为应对这一挑战，最近的一项工作（npj Quantum Information 10, 67 (2024)）引入了一种利用玻色子减法创建多体纠缠的图方法。尽管如此，迈向实用预告方案仍有一个关键的中间步骤：在玻色线性量子网络中提出预告式减法算符。本研究建立了从减法算符到线性光学算符的完整转换规则，为利用单光子设计预告方案提供了无缝路径。我们的方法产生了增强的或此前未报道的关于 $N$ 体 GHZ 态（使用 $2N$ 个光子）、$N$ 体 W 态（使用 $2N+1$ 个光子）以及 $N=3$ 的 GHZ 与 W 态叠加（使用 9 个光子）的方案。我们这种精简的方法可根据雕刻双图的指导组装算符，直接设计多体纠缠态的预告方案，从而显著简化量子电路设计过程。