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极化-时间片段超编码相干态的无噪线性放大方案

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相干态是一种重要的连续变量资源.在相干态光子的多自由度同时编码能有效提高其信息容量,在未来高容量量子通信领域具有重要应用.然而,在实际光子传输过程中,信道噪声可能引发光子传输损耗,极大限制了多自由度编码相干态的应用.无噪线性放大是对抗光子传输损耗的重要方法.本文提出了 一种任意极化-时间片段两自由度超编码相干态的单光子辅助无噪线性放大方案.该方案使用并行放大思想,先将相干态分束到多条路径,使得每条路径上的相干态衰减为弱相干态,再在每条路径上运行量子剪刀放大方案.当所有路径的量子剪刀方案均运行成功时,再将所有路径的输出态汇聚到同一路径输出,最终实现对任意极化-时间片段超编码相干态的无噪线性放大,并有效保护光子在极化和时间片段自由度的编码特性.该协议在现有实验条件下可以实现,在未来量子通信领域具有重要的应用.
The noiseless linear amplification for polarization-time-bin hyper-encoded coherent states

noiseless linear amplificationquantum scissorpolarization-time-bin hyper-encodingcoherent state

竺俞材、朱文逸、钟伟、杜明明、盛宇波、周澜

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南京邮电大学理学院,南京210023

南京邮电大学电子与光学工程学院,柔性电子(未来技术)学院,南京210023

南京邮电大学量子信息与技术研究所,南京210003

无噪线性放大 量子剪刀 极化-时间片段超编码 相干态

国家自然科学基金国家自然科学基金

1197418912175106

2023

10.1360/TB-2023-0267

科学通报
中国科学院国家自然科学基金委员会

科学通报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.269
ISSN：0023-074X
年,卷(期)：2023.68(18)
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