論文の概要: Quantum state truncation using an optical parametric amplifier and a beamsplitter

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.12016v1
• Date: Fri, 24 Sep 2021 15:21:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2023-03-13 20:58:28.281867
• Title: Quantum state truncation using an optical parametric amplifier and a beamsplitter
• Title（参考訳）: 光パラメトリック増幅器とビームスプリッタを用いた量子状態遮断
• Authors: E.P. Mattos and A. Vidiella-Barranco
• Abstract要約: 我々は、フォック基底(量子ハサミ)における量子状態の切り裂きのスキームを示す。 グローバルな状態で光検出を行った後に、切り離された状態が生成される。 Wigner-Yanase 情報測度を用いて、生成した状態の非古典度度を定量化する。
• 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: We present a scheme of quantum state truncation in the Fock basis (quantum scissors), based on the combined action of a nondegenerate optical parametric amplifier and a beamsplitter. Differently from previously proposed linear-optics-based quantum scissors devices, which depend on reliable Fock states sources, our scheme requires only readily available Gaussian states, such as coherent states inputs (vacuum state included). A truncated state is generated after performing photodetections in the global state. We find that, depending on which output ports each of the two photodetectors is positioned, different types of truncated states may be produced: i) states having a maximum Fock number of $N$, or ii) states having a minimum Fock number $N$. In order to illustrate our method, we discuss an example having as input states a coherent state in the beamsplitter and vacuum states in the amplifier, and show that the resulting truncated states display nonclassical properties, such as sub-Poissonian statistics and squeezing. We quantify the nonclassicality degree of the generated states using the Wigner-Yanase skew information measure. For complementarity, we discuss the efficiency of the protocol, e.g., generation probability as well as the effects of imperfections such as the detector's quantum efficiency and dark counts rate.
• Abstract（参考訳）: 我々は、非退化光パラメトリック増幅器とビームスプリッタの複合作用に基づいて、フォック基底(量子ハサミ)における量子状態の切り裂きのスキームを提案する。 従来提案されていた線形光学系量子ハサミデバイスとは異なり,本手法ではコヒーレント状態入力(真空状態を含む)のような容易に使用可能なガウス状態のみを必要とする。 グローバル状態で光検出を行った後、切断状態が生成される。 2つの光検出器のどの出力ポートが配置されているかによって異なる種類の切断状態が生成される可能性がある。 i) 最大フォック数をn$とする状態,又は ii)最小のFock番号が$N$である状態 本手法を説明するために,入力状態としてビームスプリッターのコヒーレント状態と増幅器の真空状態を有する例を考察し,結果として生じる切断状態がサブポアソニアン統計やスクイージングなどの非古典的特性を示すことを示す。 Wigner-Yanaseスキュー情報測度を用いて生成状態の非古典度を定量化する。 相補性については、生成確率や検出器の量子効率や暗カウントレートなどの不完全性の影響など、プロトコルの効率について論じる。

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