論文の概要: Distinguishability in quantum interference with the squeezed states
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.01857v4
- Date: Thu, 2 Jun 2022 16:25:35 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-16 04:36:35.209856
- Title: Distinguishability in quantum interference with the squeezed states
- Title（参考訳）: 量子干渉と圧縮状態の区別可能性
- Authors: Valery Shchesnovich
- Abstract要約: シュミットモード上の光子対の絡み合いは、識別可能性の源の1つである。
識別性は、$n$対の光子の内部状態の対称部分によって定量化される。
- 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: Distinguishability theory is developed for quantum interference of the
squeezed vacuum states on unitary linear interferometers. It is found that the
entanglement of photon pairs over the Schmidt modes is one of the sources of
distinguishability. The distinguishability is quantified by the symmetric part
of the internal state of $n$ pairs of photons, whose normalization $q_{2n}$ is
the probability that $2n$ photons interfere as indistinguishable. For two pairs
of photons $q_{4}=(1+ 2\mathbb{P} )/3$, where $\mathbb{P} $ is the purity of
the squeezed states ($K=1/\mathbb{P} $ is the Schmidt number). For a fixed
purity $\mathbb{P}$, the probability $q_{2n}$ decreases exponentially fast in
$n$. For example, in the experimental Gaussian boson sampling of H.-S.~Zhong
\textit{et al} [Science \textbf{370}, 1460 (2020)], the achieved purity
$\mathbb{P}\approx 0.938$ for the average number of photons $2n\ge 43$ gives
$q_{2n}\lesssim 0.5$, i.e., close to the middle line between $n$
indistinguishable and $n$ distinguishable pairs of photons. In derivation of
all the results the first-order quantization representation based on the
particle decomposition of the Hilbert space of identical bosons serves as an
indispensable tool. The approach can be applied also to the generalized
(non-Gaussian) squeezed states, such as those recently generated in the
three-photon parametric down-conversion.
- Abstract（参考訳）: ユニタリ線形干渉計上での圧縮真空状態の量子干渉に対する識別可能性理論が開発されている。
シュミットモード上の光子対の絡み合いは識別可能性の源の1つであることが判明した。
識別性は、n$ の光子の内部状態の対称部分によって定量化され、その正規化 $q_{2n}$ は、2n$ の光子が区別できないように干渉する確率である。
二つの光子の対に対して、$q_{4}=(1+ 2\mathbb{P} )/3$, ここで$\mathbb{P} $は圧縮された状態(K=1/\mathbb{P} $はシュミット数)の純度である。
固定純度 $\mathbb{P}$ に対して、確率 $q_{2n}$ は指数関数的に $n$ で減少する。
例えば、実験的なガウスボソン H のサンプリングにおいて。
-S。
~Zhong \textit{et al} [Science \textbf{370}, 1460 (2020)], 得られた純度$\mathbb{P}\approx 0.938$ for the average number of photons $2n\ge 43$ give $q_{2n}\lesssim 0.5$, すなわち、$n$ indistinguishable と $n$の区別可能な光子のペアの間の中間線に近い。
すべての結果の導出において、同一のボソンのヒルベルト空間の粒子分解に基づく一階量子化表現は不可欠のツールである。
このアプローチは、3光子パラメトリックダウンコンバージョンで最近生成されたような一般化された(非ガウス的な)圧縮状態にも適用できる。
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