关于多端口器件用于光子数分辨探测的理论前景
量子物理
2019-09-11 v1
摘要
理想光子数分辨探测器构成量子光学与量子信息论中一类重要的光学元件。在本文中，我们从理论上研究具有接近 Fock 态测量重建性能的多端口器件的潜力。通过认识到所有多端口器件都是极小完备的，我们首先提供一个通用解析框架来描述这些器件的层析精度（或质量）。接下来，我们展示具有无限数输出端口的完美多端口器件在光子无损耗时充当 Fock 态测量，而在存在光子损耗时充当 Fock 态测量的二项混合，并推导出它们各自的层析传递函数表达式。该函数是重构光子数分布在概率单纯形上对所有分布一致平均的缩放渐近均方误差。然后我们给出更一般的有限输出端口数下有无光子损耗时传递函数的解析公式。我们还研究了光子损耗对无限和有限尺寸多端口器件光子数分辨能力的影响。
引用
@article{arxiv.1909.04527,
title = {On the theoretical prospects of multiport devices for photon-number-resolving detections},
author = {Yong Siah Teo and Hyunseok Jeong and Jaroslav Rehacek and Zdenek Hradil and Luis L. Sanchez-Soto and Christine Silberhorn},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.04527},
year = {2019}
}
备注
17 pages, 6 figures