面向单光子的多模态线性光学干涉仪的噪声容错测量

线性光学网络是量子技术发展的基础，包括量子计算、通信和感知。对这些由单位矩阵描述的网络进行准确表征，对于其有效利用和可扩展性至关重要。本文提出了一种基于分析输出模式间光子计数交叉关联函数来重构线性光学干涉仪传递矩阵的方法。该方法考虑了损耗和光子不可区分性，具有对实验误差的鲁棒性。通过最小化输入状态的要求，该方法简化了实验实现。我们通过理论建模和在 4 模态可编程集成光学干涉仪中的实验验证表明，本技术效果显著，矩阵重构保真度高，并成功应用于玻色子抽样实验。此外，我们提供了关联函数的完整形式化方法，并讨论了该方法对测量误差的鲁棒性。这项工作为表征线性光学网络提供了实用且高效的解决方案，为光子量子技术的规模化铺路了道路。