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日本科学家成功证实多个光子间的“非福克态”
京都大学和广岛大学的研究人员证实了光量子技术中非福克态（iNFS）的存在及其优势，从而在量子技术领域实现了突破性的飞跃。
在Shigeki Takeuchi的领导下，研究小组利用傅立叶变换光子量子电路生成了复杂的iNFS，超越了常用福克态的限制。
线性光学网络实现的单光子输入和单元变换的组合不足以产生多光学模式中多个光子的任意量子态，只有当使用一组最佳的正交光学模式来定义福克基础时，线性光学网络的单光子输入才能产生每个模式都有固定光子数的状态。科学家们将这些状态称为多光子多模情况下的福克（fock）态。
总光子数固定但无法用多模福克态表示的状态被归类为非福克态。这些定义提供了福克态和非福克态之间的区别，而这种区别并不依赖于特定的模式分解，表明非福克态具有在线性光学变换下不变的统计特性。
而非福克态引起了越来越多的关注，因为许多最有用的多光子多模态都是非福克态，包括偏振纠缠的贝尔态、光子数N大于3的N00N态和多模N00N态等著名例子。
此次实验中，研究小组成功地展示了一种与众不同的iNFS，它能通过三种不同的途径产生两个光子。这一成就标志着条件相干性取得了重大进展：在条件相干性中，检测到一个光子就表明在多个路径的叠加中存在其他光子。
值得注意的是，与量子纠缠不同，iNF 的特性在通过多个线性光学元件时保持不变，从而为其行为提供了稳定性。
本方法是利用光子实现更高效量子信息处理的重要一步。这一发现为光量子计算机、光量子传感和远距离光量子密码学等各种应用带来了巨大希望。iNFS在穿过众多线性光学元件时的稳定性为量子领域的突破性创新提供了机遇。
在展示了iNFS的威力和潜力之后，研究团队目前正专注于开发更大规模的多光子、多模态和光量子电路芯片。通过深入研究非福克态及其独特优势，这项研究为量子技术领域的革命性进步铺平了道路。
参考链接：[1]https://citylife.capetown/technology/quantum-leap-unveiling-the-power-and-potential-of-non-fock-states/561177/#gsc.tab=0[2]https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adj8146
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