論文の概要: Quantum non-Gaussianity of multi-phonon states of a single atom

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.10129v2
• Date: Mon, 8 Apr 2024 13:17:30 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-10 21:05:06.822636
• Title: Quantum non-Gaussianity of multi-phonon states of a single atom
• Title（参考訳）: 単一原子の多重フォノン状態の量子非ガウス性
• Authors: Lukas Podhora, Lukas Lachman, Tuan Pham, Adam Lesundak, Ondrej Cip, Lukas Slodicka, Radim Filip,
• Abstract要約: 我々は、個々のメカニカルフォック状態に対する量子非ガウス的基準の最も難しい階層を導出する。 我々は、機械的加熱下での量子非ガウス的特徴の深さを解析し、量子センシングへの応用を予測する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7381551917607596
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum non-Gaussian mechanical states from inherently nonlinear quantum processes are already required in a range of applications spanning from quantum sensing up to quantum computing with continuous variables. The discrete building blocks of such states are the energy eigenstates - Fock states. Despite the progress in their preparation, the remaining imperfections can still invisibly cause loss of the critical quantum non-Gaussian aspects of the phonon distribution relevant in the applications. We derive the most challenging hierarchy of quantum non-Gaussian criteria for the individual mechanical Fock states and demonstrate its implementation on the characterization of single trapped-ion oscillator states up to 10~phonons. We analyze the depth of quantum non-Gaussian features under mechanical heating and predict their application in quantum sensing. These results uncover that the crucial quantum non-Gaussian features are demanded to reach quantum advantage in the applications.
• Abstract（参考訳）: 本質的に非線形な量子プロセスからの量子非ガウス力学状態は、量子センシングから連続変数を持つ量子コンピューティングまで、様々なアプリケーションで既に必要とされている。 そのような状態の離散的な構成要素はエネルギー固有状態、フォック状態である。 準備の進展にもかかわらず、残りの不完全性は依然として、応用に関連するフォノン分布の臨界量子非ガウス的側面の損失を引き起こす可能性がある。 我々は、個々のメカニカルフォック状態に対する量子非ガウス的基準の最も難しい階層を導出し、その実装を最大10〜フォノンまでの単一イオン発振器状態のキャラクタリゼーションで示す。 我々は、機械的加熱下での量子非ガウス的特徴の深さを解析し、量子センシングへの応用を予測する。 これらの結果は、ガウス的でない重要な量子的特徴が、応用において量子的優位に達するために要求されていることを明らかにした。

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