使用线性光学和阈值探测器的光通信通用压缩模型

光子通过露天或光纤的传输是量子信息处理中的一个重要基础。这种传输过程的理论描述通常只考虑单个光子作为信息载体，因此无法准确描述任意数量光子可能进入探测器的实验光学实现。弥合实验实现与理论描述之间的巨大差距至关重要。为实现这一目标，近期努力中出现的一种强大方法是考虑一个压缩模型，该模型在概念上将多光子态转换为单光子态，从而证明理论与实验之间的等价性。然而，迄今为止，只有有限数量的协议支持压缩模型；此外，已证明了一个不可能定理，似乎排除了通用压缩模型的存在。在这里，我们观察到，所有现有压缩模型为保持测量统计量所要求的一个看似必要的条件，对于许多协议来说过于严格。通过放宽这一要求，我们令人惊讶地表明，尽管存在标准的不可能定理，但对于包括量子密钥分发协议、量子态层析成像、贝尔不等式检验和纠缠验证在内的广泛协议，实际上存在一个通用压缩模型。