量子比特的联合量子非破坏测量：超越平均场理论

我们提出了一种通过测量色散耦合腔的透射率来非破坏性检测 $N$ 个量子比特的方法。通过考虑所有腔-量子比特的量子关联（即超越通常的粗粒化/平均场近似），揭示了对于一个未知的归一化 $N$ 量子比特态 $|\psi_N>=\sum_{k=0}^{2^N-1}\beta_k|k>_N$，腔透射谱中的每个检测峰对应一个基态 $|k>_N$，并且该峰的相对高度与相应的叠加概率 $|\beta_k|^2$ 相关。我们的结果能够明确解释在最近一个包含两个超导量子比特的电路量子电动力学实验 [Phys. Rev. A {\bf 81}, 062325 (2010)] 中观察到的有趣的多峰结构。