論文の概要: Generation of Schr\"{o}dinger cat states with Wigner negativity using continuous-wave low-loss waveguide optical parametric amplifier

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.06185v1
• Date: Mon, 17 Jan 2022 02:53:53 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-28 23:02:16.393611
• Title: Generation of Schr\"{o}dinger cat states with Wigner negativity using continuous-wave low-loss waveguide optical parametric amplifier
• Title（参考訳）: 連続波低損失導波路光パラメトリック増幅器を用いたウィグナーネガティビティを持つschr\"{o}dinger cat状態の生成
• Authors: Kan Takase, Akito Kawasaki, Byung Kyu Jeong, Mamoru Endo, Takahiro Kashiwazaki, Takushi Kazama, Koji Enbutsu, Kei Watanabe, Takeshi Umeki, Shigehito Miki, Hirotaka Terai, Masahiro Yabuno, Fumihiro China, Warit Asavanant, Jun-ichi Yoshikawa, and Akira Furusawa
• Abstract要約: 連続波(CW)励起光は、フォールトトレラントな普遍量子計算の基本的な資源である。 実用的な量子コンピュータを実現するために、導波路光パラメトリック増幅器(OPA)は魅力的なCW圧縮光源である。 導波路OPAを用いたシーディング法により生成した状態のウィグナー負性の最初の観測を報告する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Continuous-wave (CW) squeezed light is used in generation of various optical quantum states thus is a fundamental resource of fault-tolerant universal quantum computation using optical continuous variables. To realize a practical quantum computer, a waveguide optical parametric amplifier (OPA) is an attractive CW squeezed light source in terms of its THz-order bandwidth and suitability for modularization. The usages of a waveguide OPA in quantum applications thus far, however, are limited due to the difficulty of the generation of the squeezed light with a high purity. In this paper, we report the first observation of Wigner negativity of the states generated by a heralding method using a waveguide OPA. We generate Schr\"{o}dinger cat states at the wavelength of 1545 nm with Wigner negativity using a quasi-single-mode ZnO-doped periodically poled ${\rm LiNbO_3}$ waveguide module we developed. Wigner negativity is regarded as an important indicator of the usefulness of the quantum states as it is essential in the fault-tolerant universal quantum computation. Our result shows that our waveguide OPA can be used in wide range of quantum applications leading to a THz-clock optical quantum computer.
• Abstract（参考訳）: 連続波(cw)圧縮光は様々な光量子状態の生成に用いられるため、光連続変数を用いたフォールトトレラントな普遍量子計算の基盤となる。 実用的な量子コンピュータを実現するために、導波路光パラメトリック増幅器(OPA)は、THzオーダーの帯域幅とモジュラー化に適しているため、魅力的なCW圧縮光源である。 しかし、これまでの量子応用における導波路OPAの使用は、高純度でシャープされた光の発生が困難であるため制限されている。 本稿では、導波路OPAを用いたシーディング法により生成された状態のウィグナー負性の最初の観測を報告する。 我々は、準単一モードZnOドープ周期ポーリング${\rm LiNbO_3}$導波管モジュールを用いて、1545nmの波長でShr\"{o}dinger cat状態を生成する。 Wigner Negativity は、フォールトトレラントな普遍量子計算において不可欠な量子状態の有用性を示す重要な指標であると考えられている。 その結果、我々の導波路opaは、thz-clock光量子コンピュータにつながる幅広い量子応用に使用できることがわかった。

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