論文の概要: Consideration of success probability and performance optimization in
non-Gaussian continuous variable quantum teleportation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.06806v3
- Date: Thu, 8 Dec 2022 06:06:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-09 12:20:24.936428
- Title: Consideration of success probability and performance optimization in
non-Gaussian continuous variable quantum teleportation
- Title（参考訳）: 非ガウス連続可変量子テレポーテーションにおける成功確率と性能最適化の検討
- Authors: Chandan Kumar and Shikhar Arora
- Abstract要約: テレポーテーションプロトコルの最適性能に対するテレポーテーション忠実度と成功確率のトレードオフについて検討する。
我々は,3つの非ガウス状態,光子減算,光子付加,および光子触媒による2モード真空状態を記述するウィグナー特性関数を用いた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.380269892761954
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Non-Gaussian operations have been shown to enhance the fidelity of continuous
variable quantum teleportation. However, a disadvantage of these non-Gaussian
operations is that they are probabilistic in nature. In this article, we study
the trade-off between teleportation fidelity and success probability for
optimal performance of the teleportation protocol, which to the best of our
knowledge, has never been studied before. To this end, we first derive a
unified expression for the Wigner characteristic function describing three
non-Gaussian states, photon subtracted, photon added, and photon catalyzed
two-mode squeezed vacuum states. We then utilize it to obtain the fidelity of
teleportation for input coherent and squeezed vacuum states using the
aforementioned non-Gaussian resource states. We optimize the product of the
relative enhancement in fidelity and the probability of state preparation by
tuning the transmissivity of the beam splitters involved in implementing
non-Gaussian operations. This leads to a scenario that can be effectively
implemented in a lab to enhance fidelity. It turns out that among all the
considered non-Gaussian resource states, the symmetric one-photon subtracted
TMSV state is the most advantageous. We provide the associated optimal
squeezing and beam splitter transmissivity values for the considered
non-Gaussian resource states, which will be of significant interest to the
experimental community. We also consider the effect of imperfect photon
detectors on teleportation fidelity. Further, we expect the derived Wigner
characteristic function to be useful in state characterization and other
quantum information processing protocols.
- Abstract（参考訳）: 非ガウス演算は連続変数量子テレポーテーションの忠実性を高めることが示されている。
しかし、これらの非ガウス作用素の欠点は、本質的に確率的であることである。
本稿では,テレポーテーションプロトコルの最適性能に対するテレポーテーション忠実度と成功確率のトレードオフについて検討する。
この目的のために,まず,光子減算,光子付加,光子触媒による2モード圧縮真空状態の3つの非ガウス状態を記述するウィグナー特性関数の統一式を導出する。
次に、前述の非ガウス資源状態を用いて、入力コヒーレントおよび圧縮真空状態に対するテレポーテーションの忠実性を得る。
非ガウス演算の実行に関わるビームスプリッタの透過率を調整することにより、フィリティの相対的向上と状態準備の確率を最適化する。
これは、忠実性を高めるためにラボで効果的に実装できるシナリオにつながります。
その結果、非ガウス的資源状態のうち、対称一光子置換TMSV状態が最も有利であることが判明した。
我々は,非ガウス資源状態に対する最適スキューズとビームスプリッタの透過率値について検討し,実験コミュニティに重要な関心を寄せる。
また、不完全な光子検出器がテレポーテーション忠実性に与える影響についても検討する。
さらに, 状態キャラクタリゼーションや他の量子情報処理プロトコルにおいて, 導出ウィグナー特性関数が有効であることを期待する。
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