帕德博恩大学的科学家使用了一种新方法来确定光量子态的特征。他们首次使用某些光子探测器 - 可以检测单个光粒子的设备 - 进行所谓的零差检测。

表征光量子态的能力使该方法成为量子信息处理的重要工具。例如，精确了解这些特性对于在量子计算机中使用非常重要。研究结果现已发表在Optica Quantum上。

“Homodyne检测是量子光学中经常使用的一种方法，用于研究光学量子态的波状性质，”物理系帕德博恩“介观量子光学”工作组的Timon Schapeler解释说。

他与马克西米利安·普罗特博士一起，使用该方法研究了所谓的光量子态的连续变量。这涉及光波的可变特性。例如，这些可以是振幅或相位，即波的振荡行为，这对于有针对性的光操纵等很重要。

物理学家首次使用超导纳米线单光子探测器进行测量，这是目前最快的光子计数设备。通过他们特殊的实验装置，两位科学家已经证明，具有SNSPD的零差探测器对输入光子通量具有线性响应。转换后，这意味着测量信号与输入信号成正比。

“原则上，超导单光子探测器的集成在连续变量领域带来了许多优势，尤其是固有的相位稳定性。这些系统还具有几乎 100% 的片上检测效率。这意味着在检测过程中不会丢失任何颗粒。我们的研究结果可以开发具有单光子敏感探测器的高效零差探测器，“Schapeler说。

使用连续的光变量为量子信息处理开辟了新的和令人兴奋的可能性，超越了量子比特，量子比特是量子计算机的常用计算单位。