خاطره جعفری - دانشجوی دکتری، دانشکده فیزیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران
مجتبی گلشنی - استادیار، دانشکده فیزیک، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران
علیرضا بهرامپور - دانشکده فیزیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

در این مقاله، یک قیچی کوانتومی سه- فوتون، که فضای هیلبرت بی­نهایت بعدی را به فضای حالت های عددی با تعداد کمتر از چهار فوتون کاهش می دهد، و دامنه حالات عددی باقیمانده را به روش احتمالی تقویت می کند، پیشنهاد شده است. بدین­منظور، با فرض ایده­آل بودن باریکه شکاف­ها و آشکارسازهای مورد استفاده در طرح پیشنهادی، حالت خروجی این قیچی کوانتومی و احتمال موفقیت مربوط به آن به صورت تحلیلی محاسبه شده است. این تقویت کننده، برخلاف قیچی کوانتومی تک- فوتون یا دو- فوتون، برای هر برهم نهی تا بیشینه سه فوتون عمل تقویت را به صورت ایده­آل انجام می­دهد. نتایج بدست آمده برای حالت ورودی همدوس نشان می­دهد که مانستگی بین حالت ایده­آل و حالت تقویت شده بدست آمده با استفاده از این قیچی کوانتونی پیشنهادی، به بزرگی مانستگی یک تقویت کننده مبتنی بر مجموعه شش عددی قیچی کوانتومی تک- فوتون، و یا یک تقویت کننده مبتنی بر مجموعه دو عددی قیچی کوانتومی دو- فوتون است. افزون بر این، احتمال موفقیت این قیچی کوانتومی تعمیم­یافته بزرگ­تر از احتمال موفقیت بدست آمده از شش تقویت کننده یک- فوتون، و قابل مقایسه با احتمال موفقیت دو تقویت کننده دو- فوتون است. از این­رو، با توجه به اینکه تجهیزات مورد نیاز برای یک قیچی کوانتومی سه- فوتون کمتر از تجهزات مربوط به شبکه­ای از قیچی­های کوانتومی تک- فوتون یا دو- فوتون است، این ساختار معرفی شده کارامدتر از تقویت­کننده مبتنی بر چند قیچی کوانتومی تک- فوتون و یا دو قیچی کوانتومی دو- فوتون است.

تقویت کننده خطی بدون نوفه, قیچی کوانتومی سه-فوتون, مانستگی بالا