Entanglement evaluation of non-Gaussian states generated by photon subtraction from squeezed states
研究了从纠缠压缩态中减去光子产生的非高斯混合态的纠缠度计算问题。我们使用的纠缠度量是负性和对数负性。这些措施拥有不寻常的属性是可计算的线性代数软件包，即使是高维量子系统。我们数值评估这些措施的非高斯混合态产生的光子减法与开/关光子探测器。的结果进行了比较的行为的某些操作措施，即隐形传态保真度和互信息的密集编码方案。结果发现，所有这些结果是相互一致的，在这个意义上说，每当看到的增强在业务措施，负性和对数负性也得到增强。
2006-02-22 quant-ph
Increasing and decreasing entanglement characteristics for continuous variables by a local photon subtraction
研究了局域光子相减操作对非高斯纠缠态纠缠特性的影响。通过将单模非高斯态和真空态注入50：50分束器中，产生了非高斯纠缠态。我们把加光子相干态和奇相干态看作单模非高斯态。在小振幅范围内，对非高斯纠缠态进行局域光子相减操作，可以提高输出态的量子隐形传态性能和二阶Einstein-Podolsky-Rosen型关联，但降低了纠缠度.反直觉效应在振幅接近于零的情况下更为突出。
2013-05-27 quant-ph
Engineering single-phonon number states of a mechanical oscillator via photon subtraction
介绍了一种基于光减的概率制备力学模单声子Fock态的光机方案。所产生的机械状态的质量由许多指标确认，包括声子统计和条件保真度。我们评估了机械系统温度等参数的不利影响，并采用最先进的技术解决了该方案的可行性。
2016-11-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Continuous-variable measurement-device-independent quantum key distribution with photon subtraction
研究发现，非高斯操作可以用来增加和提取高斯纠缠态之间的纠缠。我们成功地使用非高斯操作，特别是光子减法操作，在连续变量测量设备无关的量子密钥分发（CV-MDI-QKD）协议。所提出的方法可以基于现有技术来实现。安全性分析表明，光子减法操作可以显著增加CV-MDI-QKD协议的最大传输距离，恰好弥补了原CV-MDI-QKD协议的不足，其中1光子减法操作的性能最好。此外，该协议为CV-MDI-QKD协议的实验实现提供了一种可行的方法。
2018-04-04 quant-ph
Purification of Gaussian States by Photon Subtraction
本文证明单光子减除可使高斯态纯度提高不超过20%，揭示了其降低纠缠和有限纯化的双重作用，并提出将抑制高斯噪声的纯化作为光子减除在连续变量量子信息处理中的新应用。
2024-09-05 physics.optics quant-ph
Maximal entanglement increase with single-photon subtraction
纠缠态是量子信息技术不可缺少的量子资源。在连续变量量子光学中，光子相减可以增加光的高斯态之间的纠缠，但对于混合态，这种纠缠增加的程度知之甚少。在这项工作中，我们使用基于Rényi-2熵的纠缠度量来证明单光子相减使两体纠缠增加不超过log 2。这个值与一个光子所能达到的最大二体纠缠量相吻合。该上界对所有高斯输入态都是有效的，与模式的数目和纯度无关。
2022-04-28 quant-ph
The role of the non-Gaussianity plays in the enhancement of the fidelity in continuous variable quantum teleportation
从理论上研究了非高斯性（nG）对提高连续变量量子隐形传态中理想Braunstein和Kimble（BK）方案对相干态的保真度的作用.通过在双模压缩真空态（TMSV）上减去光子来实现去高斯化过程。我们发现，高保真度总是指的是一个对称的安排，光子减法的不同模式的TMSV。非高斯源仅在光子相减的对称布置方面比高斯源表现出值得称赞的优越性，而非对称布置则不然。当光子相减的总次数为常数时，我们发现最优的nG过程倾向于最不对称的相减排列。这一特性与最高保真度指对称情况的结果不一致。在相同的压缩参数下，更高的nG并不总是导致更高的保真度。
2013-05-30 quant-ph
General Photon Subtraction from a Gaussian Perspective
Johannes-Gutenberg University of Mainz（约翰内斯·古腾堡美因茨大学）；Technical University of Denmark（丹麦技术大学）
本文提出一种基于高斯模糊与滤波的数学形式体系，描述通用光子减法高斯态，通过权衡成功率、前馈兼容性与损耗容限改进猫态、三次相位态和GKP态生成，并建立资源下界。
2026-09-29 quant-ph
Adaptive loop-based subtraction of a single photon from a traveling beam of light
通过添加和减去单个光子来操纵光是一种强大的方法，但有一个主要缺点：操作基本上是概率性的，并且概率通常很小。这不仅限制了基本的可扩展性，而且限制了可以应用于实际实验设置的操作数量。我们提出并分析了一种自适应技术，它可以显着增加成功的概率，同时保持光子减影的质量。我们在单模制备和操纵负Wigner函数的非高斯态以及高斯态的双模纠缠蒸馏协议方面都有了改进。
2018-08-27 quant-ph
Non-Gaussian operations in measurement device independent quantum key distribution
连续变量量子密钥分发（QKD）中的非高斯操作仅限于压缩真空态上的光子相减。这主要是由于计算这些状态的协方差矩阵表示的容易性。本文研究了在CV测量设备无关（MDI）QKD中，光子加、催化和减等一般非高斯操作对压缩相干态的影响。我们发现，非高斯性加上相干性可以产生显着更长的传输距离比没有。特别地，我们观察到双模压缩相干态（TMSC）上的零光子催化是CV MDI QKD的最佳选择，而单光子减法也是一个很好的候选者;它们都提供了近70 km的传输距离。我们还得到了一个单一的广义协方差矩阵的上述状态，这将是有用的CV量子信息处理的其他几个方面。
2021-11-08 quant-ph
Quantum Communications via Satellite with Photon Subtraction
非高斯连续变量量子态是许多量子信息协议的关键资源。这种状态的产生可以通过光子减法过程在通过信道发送状态之前在发射机侧发生，或者在接收到已经穿过信道的状态时在接收机侧发生。在通过往返于低地球轨道（LEO）卫星的通信信道实现的量子协议的背景下，尚不清楚什么样的光子减法设置将提供最佳性能。在这项工作中，我们表明，对于一个流行的版本的连续变量量子密钥分发之间的地面站和LEO卫星，光子减法在发射机侧是首选的设置。这样的结果与基于光纤的实现相反。我们的研究结果对未来所有寻求利用非高斯量子态提供的机会的天基任务都有影响。
2018-11-21 quant-ph
Generation of optical Schrödinger's cat states by generalized photon subtraction
提出了一种光学薛定谔猫态的高速产生方法。到目前为止，从压缩真空态中减去光子已经是猫态产生的标准方法，但其对实验参数的限制限制了产生率。本文研究了任意双模高斯态中的一个模的光子数测量产生态的问题，这是传统光子减法的推广，并导出了产生高保真大振幅猫态的条件。我们的方法放松了对实验参数的约束，使我们能够优化它们并获得高的生成率。假设现实的实验条件，具有大振幅的猫态的产生速率（$|α| \ge 2)$）可以超过每秒兆计数，比常规光子减法的典型速率好大约$10^3$到$10^6$倍。随着相关技术的进步，这一比率将进一步提高。在使用光学连续变量的量子计算中，以高速率生成非高斯状态的能力是重要的，其中已经证明了可扩展的计算平台，但是光的非高斯状态的制备仍然是具有挑战性的任务。我们的方案降低了态制备的难度，为量子光学的实际应用开辟了一条道路。
2020-09-18 quant-ph
A theoretical framework for photon-subtraction with non-mode selective resources
这项工作建立了一个通用的理论框架，明确描述了单光子减法从多模量子光的背景下，非高斯态的产生和操纵。治疗的重点是易于实施的配置，其中没有模式选择操作是可用的，并评估功能和优点的计划，只有简单的过滤阶段采用的实验。这种结构大大降低了实验开销，使单光子相减实验更容易实现。得到的理论框架允许检索，给定的多模输入状态，所需的最佳条件，预示，然后检测非高斯状态，提供了一个实用的和强大的工具箱的实验设计。从频率多模压缩态开始的薛定谔小猫准备的案例研究所提出的方法的应用说明了所推导的理论工具的影响。
2022-01-31 quant-ph
Engineering continuous and discrete variable quantum vortex states by nonlocal photon subtraction in a reconfigurable photonic chip
研究了光波导中双模和N模纠缠量子态的产生。为此，我们提出了一个量子光子电路，产生一个可重构的叠加光子减法两个单模压缩态。在后选择条件下，得到了可能用于量子信息处理的连续变量或离散变量纠缠态。同样，嵌套导致更高维度的纠缠与类似的设计，使非高斯连续变量集群状态的产生。此外，我们通过光的量子涡旋态的产生显示了设备的操作，并提出了一个集成的设备，测量它们的顺序和手性。最后，我们利用光场分布、维格纳函数和对数负性研究了该方案产生的量子态的非高斯性、非经典性和纠缠性。
2020-05-04 physics.optics quant-ph
Continuous-variable measurement-device-independent quantum key distribution with virtual photon subtraction
通过后选择来提高连续变量量子密钥分发协议性能的方法最近被提出并得到验证。在连续变量测量设备无关的量子密钥分发（CV-MDI QKD）协议中，测量结果由不可信的第三方Charlie获取。目前还没有一种有效的方法来改善CV-MDI QKD的后选择与不可信的测量。提出了一种通过非高斯后选择来提高相干态CV-MDI QKD协议性能的方法。传输数据的非高斯后选择等效于双模压缩真空态上的理想光子相减，这有利于提高CV-MDI QKD的性能。在非高斯后选择的CV-MDI QKD协议中，两个用户独立地选择自己的数据。我们证明了改进后的CV-MDI QKD协议的最佳性能仅由Alice选择传输的数据。通过设置合适的非高斯后选择参数，在长传输距离下，提高了密钥速率和可容忍的额外噪声。该方法为CV-MDI QKD协议的应用提供了一种有效的优化方案。
2018-04-27 quant-ph
Improving entanglement concentration of Gaussian states by local displacements
利用局域单光子减法结合局域高斯操作研究了连续变量高斯态的纠缠浓度。我们首先分析了Zhang和van Loock最近提出的局域压缩增强纠缠浓度协议[e-print：arXiv：1103.4500（2011）]，并讨论了光子相减前的局域压缩有助于增加协议输出态纠缠的机制。接下来我们证明了用局域相干位移代替单模压缩也可以得到类似的纠缠改善。
2011-07-12 quant-ph
Fast Generation of High-Fidelity Mechanical Non-Gaussian States via Additional Amplifier and Photon Subtraction
提出一种在开放光机械系统中通过附加放大器和多光子扣除快速生成高保真机械非高斯态（薛定谔猫态和Fock态）的协议，有效减少退相干并对实验不完美因素具有鲁棒性。
2023-09-07 quant-ph
Generation of Flying Logical Qubits using Generalized Photon Subtraction with Adaptive Gaussian Operations
本文提出利用广义光子减除与自适应高斯操作高效合成GKP逻辑量子比特，将单次成功概率提升至超过10%，较以往方法提高百万倍，推动光学量子计算机走向实际应用。
2024-01-14 quant-ph
Feedforward-enhanced Fock state conversion with linear optics
光的工程量子态代表了绝大多数光子量子技术应用中的关键任务。直接操纵光信号中的光子数，例如单光子减法和加法，被证明是该任务的有效策略。在这里，我们提出了一个自适应多光子减法方案，其中一个特定的减法任务是由所有以前的减法事件的条件，以最大限度地提高成功减法的概率。我们从理论上说明了这种技术的Fock态通过光子减法转换的模型例子。我们还通过实验证明了该建议的核心构建模块，实现了双光子态到单光子态的前馈辅助转换。我们的实验结合了两个基本的光子减法块，其中第二减法分束器的分束比受到第一减法块使用超快速前馈回路实时测量结果的影响。报道的优化光子减法方案适用于广泛的光子态，包括高度非经典的Fock态和压缩光，推进了光子量子工具箱。
2020-04-29 quant-ph
Non-Gaussian quantum state generation by multi-photon subtraction at the telecommunication wavelength
本文在1545.32 nm电信波长波段利用多光子扣除技术，在8 ps短波包上生成了非高斯量子态，并观察到Wigner函数负值，为高速光量子计算提供了关键技术。
2023-01-24 physics.optics quant-ph
Computable genuine multimode entanglement measure: Gaussian vs. non-Gaussian
连续变量系统中真正的多模纠缠可以通过探索状态空间的几何来量化，即通过广义几何测度（GGM）来量化，GGM定义为给定多模态到非广义多模纠缠态的最短距离。对于多模高斯态，我们利用约化态的辛不变量导出了GGM的封闭表达式。在此基础上，研究了典型三模和四模高斯态的GGM特性。在非高斯范例中，我们计算GGM的光子添加以及减去状态具有三个和四个模式，并发现，无论是增加和减少光子导致增强的真正的多模纠缠内容的状态相比，它的高斯对应。我们的分析表明，当初始三模真空态按照相互作用哈密顿量演化时，光子相加比光子相减更有利于增加GGM，而四模情况则相反.具体地说，从四模压缩真空态中减去光子几乎总是导致更高的多模纠缠含量比光子添加与单模以及多模和约束以及无约束操作。此外，我们观察到一个新的冻结功能的GGM在某些特定情况下的光子减法相对于减去的光子数。
2020-07-21 quant-ph
Experimental photon addition and subtraction in multi-mode and entangled optical fields
本文利用同一实验装置比较了多模热场、亚泊松场和孪生光束中多次光子添加与扣除的效果，发现光子添加态通常具有更强的非经典性和非高斯性，而在孪生光束中两种操作因光子配对而性质相当。
2024-07-12 quant-ph
Heralded entangled state generation enhanced by photon addition and subtraction
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Laboratory of Quantum Information, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学量子信息实验室）；Anhui Province Key Laboratory of Quantum Network, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学安徽省量子网络重点实验室）；CAS Center for Excellence in Quantum Information and Quantum Physics, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学中科院量子信息与量子物理卓越创新中心）；Hefei National Laboratory, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学合肥国家实验室）
本文提出了一种基于高斯源的 heralded 熵生成方案，通过结合单模压缩、线性干涉仪和辅助模式的条件光子数测量，实现双轨编码的 Bell、GHZ 和 W 状态生成，并优化参数以提高生成效率和保真度。
2026-04-16 quant-ph
Quantum mode filtering of non-Gaussian states for teleportation-based quantum information processing
我们提出并证明了一种有效的模式过滤技术产生的非高斯态的光子减法。通过从原始模式谱中去除噪声低频，获得了更鲁棒的非高斯状态。我们发现，非高斯态在经过模式滤波后，在量子隐形传态更高程度上保持了它们的非经典性。这由维格纳函数在原点处的较强负性$-0.033 \pm 0.005$指示，与未被模式过滤的状态的$-0.018 \pm 0.007$相比。该技术可以直接应用于各种光子减法协议，并且可以是非高斯态的各种应用中的关键成分，特别是面向通用量子信息处理的基于传送的协议。
2012-03-06 quant-ph
Improvement of two-way continuous-variable quantum key distribution with virtual photon subtraction
提出了一种利用虚光子减法来提高双向连续变量量子密钥分发协议性能的方法。通过非高斯后选择实现虚光子相减，不仅增强了双模压缩真空态的纠缠度，而且具有简化物理操作、提高效率的优点。在双向协议中，虚拟光子相减可以独立地应用于两个源。数值模拟结果表明，改进的双向协议的最佳性能与光子减法只使用爱丽丝。采用适当参数的虚光子减法，提高了传输距离和可容忍的过量噪声。此外，随着传输距离的增加，可容忍的过量噪声保持在一个较高的值，从而显著提高了双向连续变量量子密钥分发系统的鲁棒性，特别是在长传输距离下。
2017-07-21 quant-ph
A phase-space approach for performing continuous-variable quantum teleportation with a non-Gaussian resource
J. C. Bose University of Science and Technology, YMCA（耶·C·博斯科学与技术大学）
本文通过相空间方法分析光子减除双模压缩福克态作为纠缠资源的连续变量量子隐形传态，发现其保真度仅在低压缩区对称减除配置下超过经典阈值，表明该资源不适用。
2026-09-10 quant-ph
Non-Gaussian entanglement distillation for continuous variables
纠缠蒸馏是长距离量子通信的重要组成部分。在连续变量下，高斯态在量子隐形传态、量子克隆和量子密码学中起着重要作用。然而，从高斯态的纠缠蒸馏尚未得到证明。这是困难的不去定理，说明没有高斯运算可以提取高斯状态。在这里，我们通过使用测量诱导的非高斯操作来演示高斯态的纠缠蒸馏，从而绕过了不通过定理的基本限制。我们观察到一个纠缠增益作为一个条件的本地扣除的结果，从一个双模高斯态的单光子或两个光子。此外，我们证实，双光子减法也改善高斯类纠缠所指定的爱因斯坦-波多尔斯基-罗森（EPR）相关。这种纠缠可以进一步应用于诸如高保真度量子隐形传态和无环隙贝尔测试等下游应用。
2009-07-13 quant-ph
Non-Gaussian mechanical motion via single and multi-phonon subtraction from a thermal state
量子光学测量技术为通过腔光学力学对机械振荡器进行量子控制提供了丰富的途径。特别是，一个强大的，但很少探索的组合利用光学测量，以执行预示的非高斯机械状态的准备，然后通过断层扫描，以确定机械相空间分布。在这里，我们实验上进行预示单和多声子减法通过光子计数的激光冷却的机械热态与布里渊光学机械系统在室温下，并使用光外差检测测量的$s$参数化的维格纳分布的非高斯机械状态。这里开发的技术推进了基于光学的机械状态断层扫描的最新技术，并将用于利用机械量子态工程和断层扫描的广泛的应用和基础研究。
2021-10-22 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Longer distance continuous variable quantum key distribution protocol with photon subtraction at receiver
连续变量量子密钥分发的局限性之一是安全密钥的传输距离相对较短。为了克服这一局限性，人们提出了一些解决方案，如反向协调、可信噪声概念和非高斯运算。在本文中，我们提出了一个协议，利用光子减法在接收器，利用上述属性的协同作用。通过仿真，我们表明该协议的性能优于其他传统的协议。我们还发现，该协议是更有效的在一个实际的情况下。最后，我们提供了一个指南，通过分析从一个通道的噪声提供一个系统的基础上的协议。
2018-02-22 quant-ph
Multi-step two-copy distillation of squeezed states via two photon subtraction
光的压缩态一直在提高引力波观测站的灵敏度，并且是量子密码学和设想的光子量子计算机的非经典资源。压缩因子越大，量子优势越大。几乎所有压缩光的应用都需要多路光学干涉，其不可避免的缺陷引入光学损耗，降低压缩因子以及量子优势。在这里，我们第一次从实验上证明了高斯压缩态的蒸馏，遭受高斯光子损失。我们的演示已经包括两个蒸馏步骤。第一步通过减去两个光子将压缩因子从2.4 dB提高到2.8 dB。第二步通过高斯化协议将值从2.8 dB提高到3.4 dB。它是通过8端口平衡零差检测器和数据后处理在不同时间测量的数据实现的。蒸馏步骤的数量可以通过更长的数据采样时间来增加，而无需额外的硬件。我们提出并讨论了它在量子密码学和光子量子计算机中的应用。
2022-04-22 quant-ph
Experimental noiseless quantum amplification of coherent states of light by two-photon addition and subtraction
本文实验实现了基于双光子加减法的无噪声量子放大器，通过量子态层析验证其增益与噪声特性，为提升放大性能提供了高效可行的替代方案。
2024-12-17 quant-ph
Optomechanical generation of a mechanical catlike state by phonon subtraction
我们提出了一个方案来制备一个类似猫态的宏观力学振子，接近相干态叠加。首先，利用储库工程技术，将通过辐射-压力相互作用耦合到光腔中的场的机械振荡器制备成接近压缩真空态。然后使用调谐到腔共振的较低运动边带的短光脉冲探测系统，实现光子-声子交换相互作用。然后，从腔中出现的光子的光子数测量条件下的声子减去猫状状态与负维格纳分布表现出分离的峰和多个干涉条纹。我们使用最先进的光子晶体光机系统证明了这种方案是可行的。
2020-03-12 quant-ph
Continuous-variable quantum teleportation with non-Gaussian entangled states generated via multiple-photon subtraction and addition
本文从理论上分析了双模压缩真空态（TMSV）通过多光子相减和多光子相加产生的非高斯纠缠态的EPR关联、正交压缩和连续变量量子隐形传态.结果表明，在对称操作的多光子相减TMSV中，对于任意压缩参数r，相应的EPR关联、双模压缩度、和压缩以及传送相干态或压缩真空态的保真度都得到增强，并且在低压缩区，这些增强随相减光子数的增加而增加，而非对称多光子相减通常将减少这些量。对于多光子附加的TMSV，虽然它具有更强的纠缠，但它的EPR关联、双模压缩、和压缩以及相干态的保真度总是小于TMSV。只有当考虑传送压缩真空态的情况时，对称光子的添加才能在一定程度上改善大压缩参数的保真度。此外，我们还解析地证明了单模多光子减的TMSV与单模多光子加的TMSV是等价的。而单模多光子操作对任意压缩参数r都将使上述四个量减小。
2015-07-01 physics.optics quant-ph
Multipartite continuous-variable entanglement distillation using local squeezing and only one photon-subtraction operation
本文研究了多体连续变量高斯纠缠态的纠缠蒸馏。遵循\emph{et al.}的光子减法（PS）方案，成功蒸馏的概率随着参与方$N$的数量呈指数下降。然而，在这里，我们将提出一个纠缠蒸馏方案，其成功概率与$N$成常数。我们的协议采用了几个本地挤压，但它只需要一个单一的PS操作。利用对数负性作为纠缠度的度量，我们发现成功概率和提取的纠缠度都可以同时得到提高。此外，还提出了一个$N$模转移定理（将状态从相空间转移到Hilbert空间）.
2011-06-08 quant-ph
Non-Gaussian two mode squeezed thermal states in continuous variable quantum teleportation
本文研究了在双模压缩热态上实施光子扣除、添加和催化等非高斯操作以提升连续变量量子隐形传态保真度，发现在低和中等压缩水平下单光子催化与扣除为最优方案。
2024-03-05 quant-ph
Resource theory of non-Gaussian operations
非高斯态和非高斯操作对于各种连续变量量子信息处理任务至关重要。为了定量地理解状态之外的非高斯性，我们建立了非高斯操作的资源理论。在我们的框架中，我们认为高斯操作为自由操作，非高斯操作为资源。我们定义了纠缠辅助的非高斯生成功率，并证明了它是一个单调的，在自由超运算的集合下是不增加的，即，级联和张量与高斯通道。对于条件酉映射，这个单调性可以解析计算。作为例子，我们证明了理想光子数减和光子数加的非高斯性等于单光子Fock态的非高斯性。基于我们的非高斯单调性，我们将非高斯运算分为两类：（1）有限非高斯类，例如，光子数减法、光子数加法和所有可高斯化的非高斯通道;以及（2）发散非高斯类，例如，二进制相移通道和克尔非线性。这种分类也意味着并非所有非高斯信道都是完全高斯可分解的。我们的资源理论能够对非高斯操作进行定量表征和第一次分类，为全面理解非高斯性铺平了道路。
2018-04-26 quant-ph
Dynamic stimulated emission for deterministic addition and subtraction of propagating photons
The University of Sydney（悉尼大学）；Sydney Quantum Academy（悉尼量子学院）；Institute for Photonics and Optical Sciences (IPOS)（光子与光学科学研究所）；California Institute of Technology（加州理工学院）；Moore Laboratory of Engineering（摩尔工程实验室）；Institute for Quantum Information and Matter（量子信息与物质研究所）
本文提出动态受激发射技术，实现单光子确定性加减，适用于多种量子态，为非高斯光源构造提供新路径。
2026-09-15 quant-ph
Fully-connected three-mode squeezed vacuum: Gaussian entanglement, steering, and collective photon subtraction
Center for Quantum Science and Technology, Jiangxi Normal University（江西师范大学量子科学与技术中心）
研究全连接三模压缩真空态，利用有序积内积分技术推导相关形式与矩阵。分析其纠缠、导引特性及光子减法情况，区分成对和集体非经典资源，阐明完全图拓扑操作作用，如对称耦合下的纠缠见证、导引特性及光子减法的不同结果。
2026-07-21 quant-ph
Multiphoton Quantum-State Engineering using Conditional Measurements
电磁辐射的量子理论预测了各种光源（如太阳光、激光辐射和分子荧光）的特征统计波动。事实上，光的这些潜在的统计波动与其产生背后的基本物理过程有关。在这篇文章中，我们证明了一对真空态的量子电磁涨落的操纵导致了一个新的家庭的量子相关的多光子态与可调的平均光子数和相关度。我们的技术依赖于使用有条件的测量工程师的激发模式的字段，通过同时扣除光子从双模压缩真空状态。利用光子相减的方法实验产生具有量子关联的多光子态，揭示了控制光的基本性质的新机制。作为一个显着的例子，我们展示了工程的量子相关态的光，几乎泊松光子统计，构成了第一步的纠缠激光器的产生。我们的技术使一个强大的协议，准备量子态与多个光子在高维空间，因此，它构成了一个新的平台，探索在介观系统中的量子现象。
2019-01-01 quant-ph
Precision measurements with photon-subtracted or photon-added Gaussian states
减光子和加光子高斯态是实验上可用的最简单的非高斯态之一。一般认为，它们是提高参数提取灵敏度的最佳候选者。我们在这里推导出这种状态的量子Cramér-Rao界，并发现对于大光子数，光子减法或加法只会导致量子费舍尔信息（QFI）的小的修正。另一方面，在光子相减的情况下，在光子数为零的极限下，QFI的发散出现在非常小的压缩中，这意味着几乎没有光的任意精确测量。然而，至少对于标准和实验建立的制备方案，在该极限下制备的成功概率的降低恰好抵消了发散，当考虑制备的持续时间时，导致每赫兹平方根的有限灵敏度。
2014-03-06 quant-ph
Displacement-enhanced entanglement distillation of single-mode-squeezed entangled states
结果表明，局域高斯变换可以改善局域光子相减法对高斯纠缠态的纠缠蒸馏。在这里，我们表明，类似的效果可以预期的蒸馏的非对称高斯纠缠态，是由一个单一的压缩光束。我们表明，对于低初始纠缠，我们大大简化的协议产生更多的纠缠比以前提出的协议。此外，我们表明，蒸馏方案也有效地工作在退相干纠缠态以及与一个实际的光子减法装置。
2013-04-23 quant-ph
Enhanced multipartite quantum correlations by non-Gaussian operations
我们研究了条件光子操作如何影响多体量子关联，特别是非局域性和纠缠，连续变量GHZ状态。我们发现，违反Mermin-Klyshko不等式揭示的多体非局域性可以更强的光子减法应用于每个模式的原始GHZ状态，特别是在弱压缩制度。此外，应用于本地模式的光子也证明了在很宽的参数范围内提高多体非局域性的程度。我们进一步研究了光子操作对多体纠缠度的影响，包括高斯纠缠度、隐形传态网络的保真度和正交关联。我们发现，在实际的压缩状态下，光子相减增强了两个模式的纠缠特性，而光子相加没有改善。
2013-09-09 quant-ph
Non-Gaussian entangled states and quantum teleportation of Schrödinger-cat states
在连续变量量子信息中，高斯纠缠态通过光子相减得到的非高斯纠缠态包含更多的纠缠。这使得它们成为量子信息处理协议的更好资源，例如量子隐形传态。我们讨论了非高斯，非经典薛定谔猫态的光的隐形传态使用双模压缩真空光，是通过从两个模式中的每一个减去一个光子的非高斯。我们考虑了从单模压缩真空态中减去一个光子所产生的实验上可实现的猫态。我们讨论了隐形传态过程的两个品质因数，a）保真度，和b）输出端维格纳函数的最大负性。我们阐明了非高斯纠缠资源如何降低实现任何给定的保真度的隐形传态所需的压缩量的要求，或在输出端实现维格纳函数的负值。
2015-02-28 quant-ph
Distillation of mixed-state continuous-variable entanglement by photon subtraction
我们提出了一个详细的理论分析的蒸馏一个副本的混合双模连续变量纠缠态使用分束器和相干光子探测技术，包括传统的开关探测器和光子数分辨探测器。初始高斯混合纠缠态是通过有损玻色子信道传输双模压缩态产生的，对应于当前光量子通信方法中的主要误差源。我们提供了明确的公式来计算纠缠的对数负蒸馏前后，包括在通道和光子检测的损失，并表明，一个副本蒸馏仍然是可能的，即使是典型的光纤通道衰减长度附近的损失。导出了光子减分束器的透射系数的下限，表示仍然允许增强纠缠的最小值。
2010-09-24 quant-ph
Entanglement and Wigner function negativity of multimode non-Gaussian states
在光连续变量量子信息协议中，非高斯操作是利用量子优势的关键。我们专注于模式选择光子加法和减法实验上有前途的过程，以创建多模非高斯态。我们的方法是基于关联函数，是常见的量子统计力学和凝聚态物理，混合量子光学工具。我们制定了一个解析表达式的维格纳函数减去或添加一个单光子后，任意多个模式。它被用来证明纠缠特性的特定的非高斯态，也导致了一个实用的和优雅的条件，维格纳函数为负。最后，我们分析了实验产生的多模高斯态的光子加法和减法的潜力。
2017-11-07 math-ph math.MP physics.optics
Gaussian and Non-Gaussian operations on non-Gaussian state: engineering non-Gaussianity
多光子减法应用于位移的相位平均相干态，这是一个非高斯的经典状态，产生的条件态的非平凡（正）的Glauber-Sudarshan $P$ -表示。我们从理论和实验上证明，尽管它的简单性，这类条件状态不能完全由光子数的直接检测的特点。特别地，状态的非高斯性是必须通过相敏测量来评估的特性。我们还表明，条件态的非高斯性可以通过选择合适的条件值和相位平均态的组成来操纵。
2013-11-28 quant-ph
Integrated Generation and Purification of Entangled Coherent States for Non-Gaussian Teleportation
Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University（冲绳科学技术大学院大学）；National Institute of Informatics（信息学国立研究所）
本文提出了一种集成光子方案，通过光子子traction和催化生成高保真度的非高斯纠缠相干态，实现了高保真度的量子 teleportation，超越了经典极限。
2025-12-11 quant-ph
Enhancing quantum entanglement by photon addition and subtraction
通过在参量下转换过程产生的纠缠光束上增加或减少一个光子，可以实现非高斯操作来增强纠缠。事实上，预言光子的增加或减少是连续变量纠缠蒸馏的核心。使用这样的过程最近已被实验证明的背景下产生的光学相干态叠加或验证的规范的换向关系。本文系统地研究了双模压缩真空态中局域光子的加入或减少对纠缠度的影响，结果表明，纠缠度一般随加入或减少的次数而增加.当加法或减法仅限于一种模式时，这一点得到了分析证明，而我们观察到，当这些操作在两种模式之间平等共享时，可以实现最高的纠缠。我们还注意到，添加光子通常比减去光子提供更强的纠缠增强，而光子减法在能量效率方面表现得更好。此外，我们分析了纠缠和非高斯性之间的相互作用，表明它比以前预期的更微妙。
2012-06-05 physics.optics quant-ph
Experimental demonstration of remotely creating Wigner negativity via quantum steering
具有Wigner负性的非高斯态由于其在量子计算和量子精密测量中的潜在应用而在量子技术中特别受到关注。然而，如何在远程位置创建这样的状态仍然是一个挑战，这对于在网络中的远程节点之间有效地分配量子资源非常重要。在这里，我们通过局域非高斯操作在远程节点上实验制备了具有负Wigner函数的光学非高斯态，并通过量子操纵实现了共享高斯纠缠态。通过在一个模式上执行光子减法，在远程目标模式中创建维格纳负性。我们表明，维格纳负性是敏感的目标模式上的损失，但强大的模式执行光子减法的损失。这个实验证实了远程产生的维格纳负性和量子操纵之间的联系。作为一个应用，我们提出了所产生的非高斯态在量子相位估计中表现出很强的能量。
2022-04-25 quant-ph
Tomography of a Mode-Tunable Coherent Single-Photon Subtractor
单光子减法在连续变量量子信息中具有非高斯特性，在光学量子信息处理中具有重要作用。虽然基于低反射率分束器实现单光子减法的常规方式对于单模量子态适当地工作，但是它不适合多模量子态，因为从所有多模中减去单个光子而不保持它们的模式相干性。在这里，我们实验实现和表征模式可调谐相干单光子晶体和频产生的基础上。它可以从光的一个期望的时频模式或从多个时频模式的相干叠加中专门减去单个光子。为了充分表征所实现的单光子减法，我们采用基于相干态的量子过程层析成像。模式可调谐的相干单光子晶体将是实现非高斯量子网络的基本元件，而非高斯量子网络是在信息处理中获得量子优势所必需的。
2017-02-07 quant-ph
Two-parameter estimation via photon subtraction operation within a feedback-assisted interferometer
本文研究在反馈辅助干涉仪中引入多光子扣除操作以提升单参数和双参数估计精度，发现存在最优反馈强度，并证明增加模内关联、降低模间关联可进一步提高估计精度。
2025-06-06 quant-ph
Subtraction better than addition: Entanglement in multimode squeezed vacuum post-interface with photons
研究了加光子和减光子四模压缩真空态的纠缠模式。在不同的情况下，通过改变在某些模式下增加或减少的光子数来分析纠缠，这些模式被称为“玩家”模式，其他模式被称为“观众”模式。“我们发现，光子减少的状态可以给我们更高的纠缠比光子增加的状态，这是在对比的双模情况。我们还研究了由四模态得到的双模约化密度矩阵的对数负性，再次表明光子相减后的态比加光子态具有更高的纠缠度，并与双模压缩真空态的纠缠度进行了比较。此外，我们还考察了加光子态和减光子态的非高斯性，发现纠缠所提供的丰富特性不能用非经典性来度量。
2015-06-12 quant-ph
Decoherence and nonclassicality of photon-added/subtracted multi-mode Gaussian states
本文定量分析光子增加/减去多模高斯态的非经典性变化，发现正交相干尺度（QCS）可增加200%，但代价是去相干速率增大，并推导了特征函数和维格纳函数的显式表达式以认证量子非高斯性。
2023-04-02 quant-ph
All-optical Quantum State Engineering for Rotation-symmetric Bosonic States
通过量子光学实现连续变量量子信息处理为构建下一代可扩展容错信息处理器提供了一个有前途的平台。为了实现量子计算优势和容错，非高斯资源是必不可少的。在这项工作中，我们提出并分析了一种方法来产生各种非高斯态，使用相干光子减法从双模压缩态，然后光子数分辨测量。所提出的方法提供了一种很有前途的方法来产生旋转对称态，通常用于量子纠错与二项式码和截断薛定谔猫码。我们认为有害的影响，如检测效率低下和损失的国家工程协议的实验缺陷。我们的方法可以很容易地实现与当前的量子光子技术。
2021-05-23 quant-ph
