論文の概要: Quantum State Interferography
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2002.07446v2
- Date: Thu, 13 Aug 2020 09:53:21 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-03 07:20:42.797920
- Title: Quantum State Interferography
- Title（参考訳）: 量子状態干渉法
- Authors: Surya Narayan Sahoo, Sanchari Chakraborti, Arun K. Pati, Urbasi Sinha
- Abstract要約: 本稿では, 干渉パターンの可視性, 位相シフト, 平均強度から, 混合あるいは純のいずれかのクビット状態でも, 干渉パターンの可視性, 位相シフト, および平均強度から推定できるインターフェロメトリ法を提案する。
光の偏光度を用いて高忠実度で提案手法を実験的に実装した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum State Tomography (QST) has been the traditional method for
characterization of an unknown state. Recently, many direct measurement methods
have been implemented to reconstruct the state in a resource efficient way. In
this letter, we present an interferometric method, in which, any qubit state,
whether mixed or pure, can be inferred from the visibility, phase shift and
average intensity of an interference pattern using a single shot measurement --
hence, we call it Quantum State Interferography. This provides us with a "black
box" approach to quantum state estimation, wherein, between the incidence of
the photon and extraction of state information, we are not changing any
conditions within the set-up, thus giving us a true single shot estimation of
the quantum state. In contrast, standard QST requires at least two measurements
for pure state qubit and at least three measurements for mixed state qubit
reconstruction. We then go on to show that QSI is more resource efficient than
QST for quantification of entanglement in pure bipartite qubits. We
experimentally implement our method with high fidelity using the polarisation
degree of freedom of light. An extension of the scheme to pure states involving
$d-1$ interferograms for $d$-dimensional systems is also presented. Thus, the
scaling gain is even more dramatic in the qudit scenario for our method where
in contrast, standard QST, without any assumptions, scales roughly as $d^2$.
- Abstract（参考訳）: 量子状態トモグラフィー(qst)は、未知の状態を特徴づける伝統的な方法である。
近年,資源効率の良い方法で状態を再構築するための直接計測手法が数多く実装されている。
本文では, 干渉パターンの可視性, 位相シフト, 平均強度から, 混在の有無にかかわらず任意の量子ビット状態を推定するインターフェロメトリ法を提案する。
これにより、量子状態推定への"ブラックボックス"アプローチが実現され、光子の発生と状態情報の抽出の間には、設定中のいかなる条件も変更されず、量子状態の真の単一ショット推定が得られます。
対照的に、QSTは純状態量子ビットの少なくとも2つの測定と混合状態量子ビット再構成の少なくとも3つの測定を必要とする。
次に、QSI は純二部量子ビットの絡み合いの定量化において QST よりも資源効率が高いことを示す。
光の偏光度を用いて高忠実度で提案手法を実験的に実装した。
また、$d-1$-次元系に対する$d-1$インターフェログラムを含む純粋状態へのスキームの拡張についても述べる。
対照的に、標準的なQSTは仮定なしでは、およそ$d^2$とスケールする。
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