光子数分辨探测器的量子非高斯性认证

我们报道了针对光子数分辨探测器的量子非高斯特性的直接实验认证。该认证协议基于将已有的量子态量子非高斯性判据推广至量子测量。在我们的方法中，仅需以真空态与两种不同的热态探测探测器即可检验其量子非高斯性。该认证在由空间复用排布的十个单光子雪崩光电二极管组成的探测器上实验演示。我们确认了与$m$重符合计数相关的POVM元$\hat{\Pi}_m$的量子非高斯性，直至$m=7$。从第一性原理认证$\hat{\Pi}_m$量子非高斯性的实验能力在较大$m$时受限于测量结果的低概率，尤其对于真空输入态。我们发现向探测器注入独立高斯背景噪声可有所帮助，并可能减少可靠确认量子非高斯性所需的测量时间。此外，我们改进并实验验证了采用第三热态替代真空以加速整体测量的量子非高斯性认证协议。我们的发现证明了存在用于复杂光学量子探测器基本非经典性质的实际表征与基准测试的高效工具。