光子动量-偏振两自由度逻辑Bell态测量

量子逻辑编码是提高量子系统抗噪声能力的一种有效方法.相较于单自由度多光子逻辑编码方式,单光子多个自由度的逻辑编码方式更为简洁且能够节约光子资源.本文利用线性光学元件提出了两种光子动量-偏振两自由度逻辑Bell态测量方案:辅助W态的逻辑Bell态测量方案和自辅助逻辑Bell态测量方案.在第一个方案中,通过辅助四光子W态对两光子的两个自由度同时进行宇称测量,并根据光子探测器的响应情况得到偶宇称逻辑Bell态的测量结果,成功率为12.5%.在第二个方案中,利用简单的线性光学元件和光子探测器能够从四个逻辑Bell态中完全区分出两个偶宇称逻辑Bell态,且成功率提高为50%.相较于非线性光学方案,这两种基于线性光学的逻辑Bell态测量方案更加容易实验实现,因此在量子通信中有非常重要的应用.