近日，辽宁大学物理学院玉素甫·吐拉克（Yusuf Turek）教授团队在量子态的制备与操控领域取得重要突破。 团队提出了一种基于弱值放大的非高斯量子态高效制备新方案，成功实现了对薛定谔猫态的高保真“放大”，该研究成果已正式发表于国际顶级期刊、Nature合作期刊《npj Quantum Information》。辽宁大学2024级硕士研究生姚晓曦为论文第一作者，玉素甫·吐拉克教授为通讯作者，辽宁大学为论文的独立完成单位。

量子态的制备与操控是量子信息技术的基石。非高斯量子态是实现量子计算优势、突破经典测量极限的关键资源。传统制备方法往往面临保真度低、操作复杂或难以生成大振幅态等挑战。玉素甫·吐拉克教授团队创新性地将弱测量理论与非线性光学相结合，从理论上设计了一个极具前景的干涉仪方案。该方案利用弱交叉克尔非线性效应和单光子后选择，通过弱值放大技术，在理论上论证了可有效增强单光子水平的非线性相互作用，从而能够条件性地、高保真地制备出一系列重要的非高斯态。这一精巧的方案为在实验室内实现相关操作提供了清晰且可行的理论路径。

研究显示，该方案具有高度通用性。尤为突出的是，对于输入的薛定谔猫态，该方案不仅能显著增强其非经典特性，更能将小振幅猫态有效“放大”为大振幅猫态（|α|≥2），同时保持超过0.99的极高保真度。这为量子计算与精密测量等领域所需的高品质非高斯资源制备，提供了新颖且高效的工具。

审稿人高度评价此项工作，认为其“设计精良、理论框架扎实”，“为条件性非高斯态生成提供了新颖且具有深度的替代方案”。该研究工作得到了国家自然科学基金的资助（No. 12365005）。

期刊介绍：《npj Quantum Information》是自然出版集团（Nature Portfolio）旗下著名的“自然合作期刊”（NPJ）系列之一，致力于发表量子信息科学从基础到应用的顶尖成果，是国际公认的该领域旗舰期刊。根据最新数据，该期刊2025年影响因子为8.3，五年平均影响因子达9.4，属于中科院一区Top期刊。

 

 

 论文原文链接：https://www.nature.com/articles/s41534-025-01176-w