压缩增强的光子量子比特成对融合

成对融合门是线性光学测量，预示两个 $d$ 轨单光子量子比特的双轨子空间上的贝尔投影。在没有辅助输入光子的情况下，这些被动测量以概率 $1-d^{-1}$ 成功，所有失败都限制在对角逻辑子空间中。我们表明，在光子数分辨探测之前，将相同的单模压缩器应用于 $2d$ 干涉仪输出，可以恢复该结构化失败扇区的一部分。光子数奇偶性保留了成功的非对角融合特征，而选定的全偶模式产生的 POVM 元素与确定的成对贝尔投影算子成正比。我们推导了精确的逻辑空间 POVM，并证明当且仅当其光子数不平衡向量恰好具有两个相等大小的非零分量时，对角模式才被接受。由此产生的闭合椭圆积分表达式提高了理想成功概率，例如，对于 $d=4$，从 $75\%$ 提高到 $79.62\%$，对于 $d=6$，从 $83.33\%$ 提高到 $87.15\%$。对于具有代表性的有限探测器饱和阈值 $n_{\rm sat}=7$，相应的认证值分别为 $78.84\%$ 和 $86.71\%$。这些结果确立了主动高斯处理作为一种在没有辅助输入光子的情况下回收结构化测量失败的方法，代价是 $2d$ 次压缩操作和探测时更大的光子数范围。