論文の概要: A complete POVM description of multi-channel quantum electro-optic sampling with monochromatic field modes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.00490v1
• Date: Fri, 1 Jul 2022 15:25:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-07 02:00:17.264260
• Title: A complete POVM description of multi-channel quantum electro-optic sampling with monochromatic field modes
• Title（参考訳）: 単色電界モードを用いたマルチチャネル量子光学サンプリングのpovmによる完全記述
• Authors: Emanuel Hubenschmid, Thiago L. M. Guedes, Guido Burkard
• Abstract要約: 単色フィールドモードを含む量子電子光学サンプリングのマルチチャネル版を提案する。 我々は、$hatX$と$hatY$raturesの2つの連続測定が8ポートホモダイン検出より優れていることを示す。
• 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: We propose a multi-channel version of quantum electro-optic sampling involving monochromatic field modes. It allows for multiple simultaneous measurements of arbitrarily many $\hat{X}$ and $\hat{Y}$ field-quadrature for a single quantum-state copy, while independently tuning the interaction strengths at each channel. In contrast to standard electro-optic sampling, the sampled mid-infrared (MIR) mode undergoes a nonlinear interaction with multiple near-infrared (NIR) pump beams. We present a complete positive operator-valued measure (POVM) description for quantum states in the MIR mode. The probability distribution of the electro-optic signal outcomes is shown to be related to an $s$-parametrized phase-space quasiprobability distribution of the indirectly measured MIR state, with the parameter $s$ depending solely on the quantities characterizing the nonlinear interaction. Furthermore, we show that the quasiprobability distributions for the sampled and post-measurement states are related to each other through a renormalization and a change in the parametrization. This result is then used to demonstrate that two consecutive measurements of both $\hat{X}$ and $\hat{Y}$ quadratures can outperform eight-port homodyne detection.
• Abstract（参考訳）: 単色フィールドモードを含む量子電子光学サンプリングのマルチチャネル版を提案する。 1つの量子状態コピーに対して、任意の数の$\hat{X}$と$\hat{Y}$フィールド四分法を同時に同時に測定することができ、各チャネルでの相互作用強度を独立に調整することができる。 標準電気光学サンプリングとは対照的に、試料中赤外モードは複数の近赤外(NIR)ポンプビームと非線形に相互作用する。 MIRモードにおける量子状態に対する完全正の演算子値(POVM)記述を提案する。 電気光学信号結果の確率分布は、間接的に測定されたMIR状態の$s$パラメタライズされた位相空間準確率分布と関係し、パラメータ$s$は非線形相互作用を特徴づける量に依存する。 さらに, 試料および後測定状態の準確率分布は, 再正規化とパラメトリゼーションの変化によって相互に関係していることを示す。 この結果は、$\hat{X}$と$\hat{Y}$の2つの連続測定が8ポートホモダイン検出より優れていることを示すために用いられる。

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