論文の概要: Generating nonlinearities from conditional linear operations, squeezing and measurement for quantum computation and super-Heisenberg sensing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.12364v2
• Date: Fri, 19 Feb 2021 02:33:15 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-13 09:00:46.956636
• Title: Generating nonlinearities from conditional linear operations, squeezing and measurement for quantum computation and super-Heisenberg sensing
• Title（参考訳）: 量子計算とスーパーハイゼンベルクセンシングのための条件付き線形演算、スクイーズおよび測定からの非線形性の生成
• Authors: Mattias T. Johnsson, Pablo M. Poggi, Marco A. Rodr\'iguez, Rafael N. Alexander, Jason Twamley
• Abstract要約: 本稿では,光非線形性を効果的に生成できる新しいプロトコルについて述べる。 我々のプロトコルは、光学量子コンピューティングに有用な高品質な光Schr"odinger cat状態を生成することができる。 本稿では、ファラデー効果を介して光モードと相互作用する原子アンサンブルを用いた実験的実装の可能性について述べる。
• 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: Large optical nonlinearities can have numerous applications, ranging from the generation of cat-states for optical quantum computation, through to quantum sensing where the sensitivity exceeds Heisenberg scaling in the resources. However, the generation of ultra-large optical nonlinearities has proved immensely challenging experimentally. We describe a novel protocol where one can effectively generate large optical nonlinearities via the conditional application of a linear operation on an optical mode by an ancilla mode, followed by a measurement of the ancilla and corrective operation on the probe mode. Our protocol can generate high quality optical Schr{\"{o}}dinger cat states useful for optical quantum computing and can be used to perform sensing of an unknown rotation or displacement in phase space, with super-Heisenberg scaling in the resources. We finally describe a potential experimental implementation using atomic ensembles interacting with optical modes via the Faraday effect.
• Abstract（参考訳）: 大規模な光学非線形性は、光学量子計算のための猫状態の生成から、リソースのハイゼンベルクスケールを超える感度を持つ量子センシングまで、多くの応用がある。 しかし、超大規模光学非線形性の生成は実験的に非常に困難であることが証明されている。 本稿では,光学モードにおける線形操作をアンシラモードで条件付けし,さらにアンシラの測定とプローブモードの補正操作により,大きな非線形性を効果的に生成できる新しいプロトコルについて述べる。 我々のプロトコルは、光学量子コンピューティングに有用な高品質なSchr{\"{o}}dinger cat状態を生成することができ、資源の超ハイゼンベルクスケーリングを用いて、位相空間における未知の回転や変位の検知に使用できる。 最後に、ファラデー効果による光学モードと相互作用する原子アンサンブルを用いた実験実装について述べる。

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