論文の概要: Noiseless Linear Amplifiers for Multimode States
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.08376v1
- Date: Wed, 19 Aug 2020 11:13:50 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-05 20:34:34.160458
- Title: Noiseless Linear Amplifiers for Multimode States
- Title（参考訳）: マルチモード状態用無ノイズ線形増幅器
- Authors: Mingjian He, Robert Malaney, Benjamin A. Burnett
- Abstract要約: ブロードバンド量子光パルス内の異なる周波数成分間の絡み合い構造は、多くの多部量子情報アプリケーションの実現に期待できるルートである。
このような損失に対処する1つの有望な方法は、ノイズのない線形増幅である。
フォトン触媒を用いた新しいノイズレスリニア増幅器(NLA)を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.0312968200748116
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The entanglement structure between different frequency components within
broadband quantum light pulses, forged at entanglement creation, represents a
promising route to the practical delivery of many multipartite quantum
information applications. However, the scalability of such applications is
largely limited by the entanglement decoherence caused by photon loss. One
promising method to combat such losses is noiseless linear amplification.
However, while there have been various procedures that implement noiseless
linear amplification on single-mode states, no realization has thus far been
proposed for noiseless linear amplification on quantum states carrying a
multimode structure. In this work we close this gap, proposing a novel
Noiseless Linear Amplifier (NLA) with Photon Catalysis (PC), namely, the
PC-NLA. Constructing a multimode version of an existing NLA that uses Quantum
Scissors (QS), the QS-NLA, we then show how the PC-NLA is compatible with the
QS-NLA, even though the former uses half the physical resources of the latter.
We then apply our newly developed multimode NLA frameworks to the problem of
Continuous-Variable (CV) entanglement distillation, determining how the
multimode structure of the entanglement impacts the performance of the NLAs.
Different from single-mode NLA analyses, we find that a multimode NLA is only
effective as a CV entanglement distillation strategy when the channel loss is
beyond some threshold - a threshold largely dependent on the multimode
structure. The results provided here will be valuable for real-world
implementations of multipartite quantum information applications that utilize
complex entanglement structure within broadband light pulses.
- Abstract（参考訳）: 広帯域量子光パルス内の異なる周波数成分間の絡み合い構造は、絡み合い発生時に鍛えられ、多くの多部量子情報アプリケーションの実現に期待できるルートである。
しかし、そのようなアプリケーションのスケーラビリティは光子損失に起因する絡み合いのデコヒーレンスによって大きく制限される。
このような損失と戦う有望な方法の1つは、無ノイズ線形増幅である。
しかしながら、単一モード状態にノイズレス線形増幅を実装する様々な手順があるが、これまでマルチモード構造を持つ量子状態にノイズレス線形増幅を行う方法が提案されていない。
本研究ではこのギャップを埋め、光触媒(PC)を用いた新しいノイズレス線形増幅器(NLA)、すなわちPC-NLAを提案する。
QS-NLAの量子シザー(QS)を用いた既存NLAのマルチモードバージョンを構築し,PC-NLAがQS-NLAとどのように互換性があるかを示す。
次に,新たに開発した多モードNLAフレームワークを連続可変(CV)絡み込み蒸留問題に適用し,その多モード構造がNLAの性能に与える影響を判定する。
単一モードNLA解析と異なり, チャネル損失が一定の閾値を超えた場合, マルチモードNLAはCVエンタングルメント蒸留戦略としてのみ有効であることが判明した。
ここで得られた結果は、ブロードバンド光パルス内の複雑な絡み合い構造を利用する多部量子情報アプリケーションの実現に有用である。
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