論文の概要: Witnessing Wigner Negativity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2102.06193v6
- Date: Thu, 20 Jan 2022 13:38:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-11 11:51:41.937114
- Title: Witnessing Wigner Negativity
- Title（参考訳）: Witnessing Wigner Negativity
- Authors: Ulysse Chabaud, Pierre-Emmanuel Emeriau and Fr\'ed\'eric Grosshans
- Abstract要約: ウィグナー函数の負性は、量子状態の最も顕著な非古典的特徴の1つである。
フォック状態の忠実度に基づく量子状態のウィグナー負性性の証人を導出する。
目撃者は完全な家族を形成し、それぞれのウィグナーの負の状態は少なくとも1人の目撃者によって検出される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Negativity of the Wigner function is arguably one of the most striking
non-classical features of quantum states. Beyond its fundamental relevance, it
is also a necessary resource for quantum speedup with continuous variables. As
quantum technologies emerge, the need to identify and characterize the
resources which provide an advantage over existing classical technologies
becomes more pressing. Here we derive witnesses for Wigner negativity of
single-mode and multimode quantum states, based on fidelities with Fock states,
which can be reliably measured using standard detection setups. They possess a
threshold expectation value indicating whether the measured state has a
negative Wigner function. Moreover, the amount of violation provides an
operational quantification of Wigner negativity. We phrase the problem of
finding the threshold values for our witnesses as an infinite-dimensional
linear optimisation problem. By relaxing and restricting the corresponding
linear programs, we derive two converging hierarchies of semidefinite programs,
which provide numerical sequences of increasingly tighter upper and lower
bounds for the threshold values. We further show that our witnesses form a
complete family - each Wigner negative state is detected by at least one
witness - thus providing a reliable method for experimentally witnessing Wigner
negativity of quantum states from few measurements. From a foundational
perspective, our findings provide insights on the set of positive Wigner
functions which still lacks a proper characterisation.
- Abstract（参考訳）: ウィグナー函数の負性は、量子状態の最も顕著な非古典的特徴の1つである。
基本的な関連性を超えて、連続変数を持つ量子スピードアップに必要なリソースでもある。
量子技術が出現するにつれて、既存の古典技術よりも有利なリソースを識別し、特徴付ける必要性が高まっている。
ここでは、フォック状態を持つフィデリティに基づいて、単一モードおよびマルチモード量子状態のウィグナーネガティビティの証人を導出し、標準検出設定を用いて確実に測定することができる。
測定された状態が負のウィグナー関数を持つかどうかを示すしきい値を持つ。
さらに、違反の量は、wigner negativityの運用上の定量化を提供する。
無限次元線形最適化問題として,証人のしきい値を求める問題を引用する。
対応する線形プログラムを緩和・制限することにより、半定値プログラムの2つの収束階層を導出し、しきい値に対してより厳密な上下境界の数値列を提供する。
それぞれのウィグナー負の状態は少なくとも1つの目撃者によって検出され、そのため、少ない測定値から量子状態のウィグナー負性性を実験的に目撃する信頼できる方法を提供する。
基礎的な観点から、我々の発見は、まだ適切な特徴付けを欠いている正のウィグナー関数の集合に関する洞察を与える。
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