論文の概要: Quantum state transfer and input-output theory with time reversal
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.11377v2
- Date: Mon, 24 Jul 2023 21:44:56 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-07-26 21:50:46.602437
- Title: Quantum state transfer and input-output theory with time reversal
- Title（参考訳）: 時間反転を伴う量子状態伝達と入出力理論
- Authors: Kevin Randles and Steven van Enk
- Abstract要約: 我々は、光子波パケットを逆転させ、周波数変換し、拡張するユニタリ変換、$U$について研究する。
この理論を光学キャビティ内の3レベル$Lambda$-systemに適用する。
- 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: Being able to reliably transfer the quantum state from one system to another
is crucial to developing quantum networks. A standard way to accomplish this
transfer of information is by making use of an intermediate information carrier
(e.g., a photon) that is emitted by the first system and absorbed by the
second. For such a scenario one can develop an effective description by
eliminating the intermediate degrees of freedom, which yields an effective
direct coupling between the two systems. If, however, the spectral properties
of the two systems are different, the photon's time-frequency shape needs to be
appropriately modified before it reaches the second system. We study here the
effective description that results when we thus manipulate the intermediate
photon. We examine a unitary transformation, $U$, that time reverses, frequency
translates, and stretches the photon wave packet. We find that the concomitant
modifications to the effective description can best be understood in terms of a
change to the state's time argument, $\rho(t) = \rho_1(\tilde{t}) \otimes
\rho_2(t)$, where $\tilde{t}$ is a fictitious time for the first system that is
stretched and runs backward. We apply this theory to three-level
$\Lambda$-systems inside optical cavities, and we numerically illustrate how
performing the unitary transformation $U$ results in improved quantum state
transfer.
- Abstract（参考訳）: 量子状態をあるシステムから別のシステムへ確実に転送できることは、量子ネットワークの開発に不可欠である。
この情報転送を実現する標準的な方法は、中間情報キャリア(例えば、光子)を第1のシステムによって放出され、第2のシステムによって吸収される。
そのようなシナリオに対して、中間自由度を排除し、二つのシステム間の効果的な直接結合をもたらす効果的な記述を開発することができる。
しかし、2つの系のスペクトル特性が異なる場合、光子の時間周波数形状は2番目の系に到達する前に適切に修正する必要がある。
我々は、中間光子を操作する際に生じる効果的な説明をここで研究する。
私たちはユニタリ変換である$u$を調べ、時間反転と周波数変換を行い、光子波パケットを伸長する。
実効的記述に対する同調的な修正は、状態の時間引数の変更により、$\rho(t) = \rho_1(\tilde{t}) \otimes \rho_2(t)$, ここで、$\tilde{t}$は、拡張され、後方に走る最初のシステムの架空の時間である。
この理論を光学キャビティ内の3レベル$\lambda$-systemsに適用し、ユニタリ変換である$u$が量子状態遷移をいかに改善するかを数値的に示す。
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