論文の概要: Overcoming decoherence of cat-states formed in a cavity using
squeezed-state inputs
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.12725v1
- Date: Tue, 23 Jun 2020 03:44:58 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-13 01:11:01.598088
- Title: Overcoming decoherence of cat-states formed in a cavity using
squeezed-state inputs
- Title（参考訳）: 圧縮状態入力を用いたキャビティ内における猫状態のデコヒーレンス克服
- Authors: R. Y. Teh, P. D. Drummond, and M. D. Reid
- Abstract要約: 猫状態とは、振幅$alpha_0$と$-alpha_0$の2つのコヒーレント状態の重ね合わせである。
最近の実験は超伝導回路を用いたマイクロ波空洞場における猫の状態を生成する。
圧迫状態の使用は猫の状態の寿命を著しく延長することを示した。
- 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: A cat-state is a superposition of two coherent states with amplitudes
$\alpha_{0}$ and $-\alpha_{0}$. Recent experiments create cat states in a
microwave cavity field using superconducting circuits. As with degenerate
parametric oscillation (DPO) in an adiabatic and highly nonlinear limit, the
states are formed in a signal cavity mode via a two-photon dissipative process
induced by the down conversion of a pump field to generate pairs of signal
photons. The damping of the signal and the presence of thermal fluctuations
rapidly decoheres the state, and the effect on the dynamics is to either
destroy the possibility of a cat state, or else to sharply reduce the lifetime
and size of the cat-states that can be formed. In this paper, we study the
effect on both the DPO and microwave systems of a squeezed reservoir coupled to
the cavity. While the threshold nonlinearity is not altered, we show that the
use of squeezed states significantly lengthens the lifetime of the cat states.
This improves the feasibility of generating cat states of large amplitude and
with a greater degree of quantum macroscopic coherence, which is necessary for
many quantum technology applications. Using current experimental parameters for
the microwave set-up, which requires a modified Hamiltonian, we further
demonstrate how squeezed states enhance the quality of the cat states that
could be formed in this regime. Squeezing also combats the significant
decoherence due to thermal noise, which is relevant for microwave fields at
finite temperature. By modeling a thermal squeezed reservoir, we show that the
thermal decoherence of the dynamical cat states can be inhibited by a careful
control of the squeezing of the reservoir. To signify the quality of the cat
state, we consider different signatures including fringes and negativity, and
the $C_{l_{1}}$ measure of quantum coherence.
- Abstract（参考訳）: 猫状態とは、振幅$\alpha_{0}$と$-\alpha_{0}$の2つのコヒーレント状態の重ね合わせである。
最近の実験は超伝導回路を用いたマイクロ波空洞場における猫の状態を生成する。
断熱的かつ非線形な極限における縮退パラメトリック発振(DPO)と同様に、状態はポンプ場のダウンコンバージョンによって誘導される2光子散逸過程を介して信号キャビティモードで形成され、一対の信号光子を生成する。
信号の減衰と熱揺らぎの存在は、状態を急速に解消し、動力学への影響は、猫状態の可能性を破壊するか、形成可能な猫状態の寿命とサイズを著しく減少させるかのどちらかである。
本稿では, キャビティに結合した懸濁貯留層におけるDPOおよびマイクロ波系への影響について検討する。
閾値の非線形性は変化しないが、スクイーズ状態の使用は猫状態の寿命を大幅に延長することを示している。
これにより、多くの量子技術応用に必要となる、大きな振幅とより高度な量子マクロコヒーレンスで猫の状態を生成することが可能となる。
改良ハミルトニアンを必要とするマイクロ波セットアップの現在の実験パラメータを用いて、この状態によって形成される猫の状態の質がいかに高められるかをさらに実証する。
スクイージングはまた、有限温度でのマイクロ波磁場に関係する熱雑音による顕著なデコヒーレンスと戦う。
熱収縮型貯水池をモデル化することにより, 動的キャット状態の熱デコヒーレンスを, 貯水池のスクイーズ制御により抑制できることが示されている。
猫の状態の質を示すために、フリンジやネガティビティを含む異なるシグネチャと、量子コヒーレンスの測定値である$c_{l_{1}} を考える。
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