线性无关非正交量子态的最优无歧义判别及其光学实现

无歧义区分非正交但线性无关的量子态的问题可以通过将非正交量子态集合映射到正交量子态集合来解决，然后可以无误差地区分这些正交态。这种非幺正变换可以在量子系统上有条件地执行；在包含感兴趣系统作为子系统的更大系统上执行幺正变换，进行测量，如果获得正确的结果，则所需的非幺正变换将在子系统中完成。我们展示了如何构建广义干涉仪（多端口），当与对某些输出端口的测量相结合时，可以实现这种类型的非幺正变换。输入态是单光子态，其中光子被分配到多个模式中。讨论了许多区分三个非正交态的具体例子，并给出了最优区分这些态的网络。