論文の概要: Non-Gaussian Quantum States and Where to Find Them
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.12596v3
- Date: Tue, 27 Jul 2021 13:14:49 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-02 09:01:29.063380
- Title: Non-Gaussian Quantum States and Where to Find Them
- Title（参考訳）: 非ガウス量子状態とそれを見つける場所
- Authors: Mattia Walschaers
- Abstract要約: ガウス状態におけるモードのサブセットの測定を行うことにより、非ガウス状態が生成可能であることを示す。
We demonstrate that Wigner negativity is is a requirements to violation Bell inequality and to achieve a quantum compute advantage。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Gaussian states have played on important role in the physics of
continuous-variable quantum systems. They are appealing for the experimental
ease with which they can be produced, and for their compact and elegant
mathematical description. Nevertheless, many proposed quantum technologies
require us to go beyond the realm of Gaussian states and introduce non-Gaussian
elements. In this Tutorial, we provide a roadmap for the physics of
non-Gaussian quantum states. We introduce the phase-space representations as a
framework to describe the different properties of quantum states in
continuous-variable systems. We then use this framework in various ways to
explore the structure of the state space. We explain how non-Gaussian states
can be characterised not only through the negative values of their Wigner
function, but also via other properties such as quantum non-Gaussianity and the
related stellar rank. For multimode systems, we are naturally confronted with
the question of how non-Gaussian properties behave with respect to quantum
correlations. To answer this question, we first show how non-Gaussian states
can be created by performing measurements on a subset of modes in a Gaussian
state. Then, we highlight that these measured modes must be correlated via
specific quantum correlations to the remainder of the system to create quantum
non-Gaussian or Wigner-negative states. On the other hand, non-Gaussian
operations are also shown to enhance or even create quantum correlations.
Finally, we will demonstrate that Wigner negativity is a requirement to violate
Bell inequalities and to achieve a quantum computational advantage. At the end
of the Tutorial, we also provide an overview of several experimental
realisations of non-Gaussian quantum states in quantum optics and beyond.
- Abstract（参考訳）: ガウス状態は連続変数量子系の物理学において重要な役割を果たす。
彼らは、生産できる実験的な容易さと、コンパクトでエレガントな数学的記述をアピールしている。
それでも、多くの提案された量子技術は、ガウス状態の領域を超えて非ガウス的要素を導入することを要求する。
このチュートリアルでは、非ガウス量子状態の物理学のロードマップを提供する。
連続変数系における量子状態の異なる性質を記述するための枠組みとして位相空間表現を導入する。
次に、このフレームワークをさまざまな方法で使用して、状態空間の構造を調べます。
我々は、非ガウス状態がウィグナー函数の負の値だけでなく、量子非ガウス性や関連する恒星ランクといった他の性質によって特徴づけられるかを説明する。
マルチモード系では、量子相関に関して非ガウス性がどのように振る舞うかという問題に自然に向き合っている。
この質問に答えるために、まずガウス状態以外の状態がガウス状態のモードのサブセットで測定することでどのように生成できるかを示す。
次に、これらの測定モードは、量子非ガウス状態またはウィグナー負状態を生成するために、システムの残りの部分と特定の量子相関によって相関しなくてはならないことを強調する。
一方、非ガウス演算は量子相関を拡張または生成することが示される。
最後に、wigner negativityはベルの不等式に違反し、量子計算の利点を達成するための要件であることを示す。
チュートリアルの最後には、量子光学やその他の分野における非ガウス量子状態の実験的な実現について概説する。
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