固态原子系综中光子量子比特腔增强非破坏性探测的理论

光子量子比特的非破坏性探测将在光子量子信息处理和量子通信中实现重要应用。本文提出一种基于包含稀土离子系综的固态腔的方法。首先将包含许多光子的探测脉冲存储于系综中。随后，代表时间比特量子比特的单信号光子由于交流斯塔克效应在系综上印加一个相位。该相位不依赖于信号光子的精确时序，这使得探测对时间比特量子比特态不敏感。然后读出探测脉冲，并通过零差探测检测其相位。我们表明，腔导致印加相位对探测光子数的依赖，这引起探测相位的展宽，与无腔时发生的简单相移相反。然而，我们证明该情形仍允许对信号进行非破坏性探测。我们讨论了该方案的潜在实现，表明高成功概率和低损耗可同时实现。