多光子态模二加运算的物理实现

摘要

模二加运算在电路理论中有着广泛的应用，目前随着无通信理论的发展特别是非局域性关联的发展，模二加运算作为一种重要的操作方式被广泛应用于量子信息领域。目前人们已经利用分束器和波片等光学器件实现了二进制输入输出的量子非局域性蒸馏过程，其中的关键就是如何实现两个光量子非局域关联盒子输出结果的模二加运算(以下简称两光子态模二加)。但对三光个子以及更多个光子态的量子非局域关联盒子的输出结果实行模二加运算（简称多光子态模二加）的具体理论和实验方案还没有被提出。因此，本文将在已有的两光子态模二加实验方案的基础上将模二加运算推广到多光子态情形，主要讨论如何利用分束器和波片等光学元件设计能够实现三光子态以及四光子态模二加运算的物理方案。多光子态模二加运算的物理实现，对非局域蒸馏、非局域交换以及非局域性隐行传送等非局域性操控过程的物理实现具有重要的参考价值。