相位不敏感操作下相干态的最优蒸馏

通过合并多个含噪光（或其他玻色子系统）的相干态副本，可以获得一个噪声更低的单模态，这一过程被称为相干态的蒸馏或纯化。我们研究了在一般相位不敏感操作下从相干热态中蒸馏相干态的问题，并找到了一个在渐近区域（即输入副本数远大于1时）最优的蒸馏协议。值得注意的是，我们发现，在此区域中，误差——由输出态与目标相干态之间的保真度损失（1减去保真度）量化——与输入态的相干纯度（一个从右对数导数（RLD）费舍尔信息度量导出的量）的倒数成正比，从而揭示了该量的一个操作解释。该协议的核心是一个相位不敏感信道，它能最优地将一个高振幅的输入相干热态转换为一个振幅和温度都显著降低的输出态。在此信道下，相干纯度在渐近意义下守恒。虽然输入和期望输出都是高斯态，但我们发现最优协议不可能是高斯信道。在高斯相位不敏感信道中，最优蒸馏协议是一个简单的线性光学方案，可以用分束器实现。