論文の概要: All-optical generation of deterministic squeezed Schr\"odinger-cat
states
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.02497v1
- Date: Mon, 6 Jun 2022 11:03:23 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-10 09:42:20.286942
- Title: All-optical generation of deterministic squeezed Schr\"odinger-cat
states
- Title（参考訳）: 決定論的スクイズドschr\"odinger-cat状態のオールオプティカル生成
- Authors: Zhucheng Zhang, Lei Shao, Wangjun Lu, and Xiaoguang Wang
- Abstract要約: 本研究は、高速で圧縮されたSchr$ddotmathrmo$dinger-cat状態に決定的に準備する全光学的スキームを提案する。
系の駆動場を制御することにより、2光子損失の調整が可能となり、圧縮されたSchr$ddotmathrmo$dinger-cat状態の生成を加速することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7643466948537707
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum states are important resources and their preparations are essential
prerequisites to all quantum technologies. However, they are extremely fragile
due to the inevitable dissipations. Here, an all-optical generation of a
deterministic squeezed Schr$\ddot{\mathrm{o}}$dinger-cat state based on
dissipation is proposed. Our system is based on the Fredkin-type interaction
between three optical modes, one of which is subject to coherent two-photon
driving and the rest are coherent driving. We show that an effective degenerate
three-wave mixing process can be engineered in our system, which can cause the
simultaneous loss of two photons, resulting in the generation of a
deterministic squeezed Schr$\ddot{\mathrm{o}}$dinger-cat state. More
importantly, by controlling the driving fields in our system, the two-photon
loss can be adjustable, which can accelerate the generation of squeezed
Schr$\ddot{\mathrm{o}}$dinger-cat states. Besides, we exploit the squeezed
Schr$\ddot{\mathrm{o}}$dinger-cat states to estimate the phase in the optical
interferometer, and show that the quantum Fisher information about the phase
can reach the Heisenberg limit in the limit of a large photon number.
Meanwhile, it can have an order of magnitude factor improvement over the
Heisenberg limit in the low-photon-number regime, which is very valuable for
fragile systems that cannot withstand large photon fluxes. This work proposes
an all-optical scheme to deterministically prepare the squeezed
Schr$\ddot{\mathrm{o}}$dinger-cat state with high speed and can also be
generalized to other physical platforms.
- Abstract（参考訳）: 量子状態は重要な資源であり、その準備は全ての量子技術にとって必須の前提条件である。
しかし、避けられない放散のために非常に脆弱である。
ここでは、消散に基づく決定論的圧縮Schr$\ddot{\mathrm{o}}$dinger-cat状態の全光学的生成を提案する。
本システムは、3つの光モード間のフレドキン型相互作用に基づいており、そのうちの1つはコヒーレントな2光子駆動であり、残りはコヒーレント駆動である。
その結果, 2つの光子の同時損失が生じ, 決定論的に圧縮されたschr$\ddot{\mathrm{o}}$dinger-cat状態が発生することが分かった。
より重要なことに、我々のシステムの駆動場を制御することで、2光子損失を調整でき、スクイーズされたschr$\ddot{\mathrm{o}}$dinger-cat状態の生成を加速できる。
さらに、圧縮されたschr$\ddot{\mathrm{o}}$dinger-cat状態を利用して光干渉計の位相を推定し、位相に関する量子フィッシャー情報が大きな光子数の限界でハイゼンベルク限界に達することを示した。
一方、低光子数の領域ではハイゼンベルク限界よりも桁違いに改善できるが、これは大きな光子フラックスに耐えることができない脆弱なシステムにとって非常に有用である。
本研究は、圧縮されたschr$\ddot{\mathrm{o}}$dinger-cat状態を高速かつ他の物理プラットフォームにも一般化可能な全光学スキームを提案する。
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