論文の概要: A generalized approach to quantum interference in lossy N-port devices via a singular value decomposition

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.12160v1
• Date: Fri, 27 Aug 2021 08:07:22 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-17 01:10:51.950325
• Title: A generalized approach to quantum interference in lossy N-port devices via a singular value decomposition
• Title（参考訳）: 特異値分解による損失Nポートデバイスにおける量子干渉の一般化
• Authors: Osmery Hern\'andez, I\~nigo Liberal
• Abstract要約: 散逸の存在下で量子干渉をモデル化することは、量子技術の重要な側面である。 特異値分解(SVD)に基づく一般的な手順を提案する。 本稿では,SVDが線形光学デバイスの動作原理を直感的に記述する方法について述べる。
• 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: Modeling quantum interference in the presence of dissipation is a critical aspect of quantum technologies. Including dissipation into the model of a linear device enables for assesing the detrimental impact of photon loss, as well as for studying dissipation-driven quantum state transformations. However, establishing the input-output relations characterizing quantum interference at a general lossy N-port network poses important theoretical challenges. Here, we propose a general procedure based on the singular value decomposition (SVD), which allows for the efficient calculation of the input-output relations for any arbitrary lossy linear device. In addition, we show how the SVD provides an intuitive description of the principle of operation of linear optical devices. We illustrate the applicability of our method by evaluating the input-output relations of popular reciprocal and nonreciprocal lossy linear devices, including devices with singular and nilpotent scattering matrices. We expect that our procedure will motivate future research on quantum interference in complex devices, as well as the realistic modelling of photon loss in linear lossy devices.
• Abstract（参考訳）: 散逸の存在下での量子干渉のモデル化は、量子技術の重要な側面である。 線形装置のモデルへの散逸は、光子損失の有害な影響を評価するだけでなく、散逸駆動の量子状態変換の研究も可能である。 しかし、一般損失のnポートネットワークで量子干渉を特徴付ける入出力関係を確立することは重要な理論的課題である。 本稿では,任意の損失線形デバイスに対する入出力関係の効率的な計算を可能にする特異値分解(SVD)に基づく一般的な手順を提案する。 さらに,SVDが線形光学デバイスの動作原理を直感的に記述する方法について述べる。 本手法の適用性は,特異および零点散乱行列を持つデバイスを含む一般の相互および非相互損失線形デバイスの入出力関係を評価することによって示す。 我々は、複雑なデバイスにおける量子干渉の研究や、線形損失デバイスにおける光子損失の現実的なモデリングの動機となることを期待する。

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