論文の概要: Wigner Function Tomography via Optical Parametric Amplification
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.10030v4
- Date: Thu, 6 Jul 2023 06:13:53 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-07-07 18:41:37.923043
- Title: Wigner Function Tomography via Optical Parametric Amplification
- Title(参考訳): 光パラメトリック増幅によるウィグナー機能トモグラフィ
- Authors: Mahmoud Kalash and Maria V. Chekhova
- Abstract要約: ウィグナー関数トモグラフィーは量子状態の特徴付けには不可欠である。
効率的な検出を必要とするが、これは不安定な非ガウス状態、特に明るい状態を測定するのに重要である。
本稿では,光学パラメトリック増幅に基づくWigner関数トモグラフィーと直接検出手法を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 3.9494540318680365
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Wigner function tomography is indispensable for characterizing quantum
states, but its commonly used version, balanced homodyne detection, suffers
from several weaknesses. First, it requires efficient detection, which is
critical for measuring fragile non-Gaussian states, especially bright ones.
Second, it needs a local oscillator, tailored to match the spatiotemporal
properties of the state under test, and fails for multimode and broadband
states. Here we propose Wigner function tomography based on optical parametric
amplification followed by direct detection. The method is immune to detection
inefficiency and loss, and suitable for broadband, spatially and temporally
multimode quantum states. To prove the principle, we experimentally reconstruct
the Wigner function of squeezed vacuum occupying a single mode of a strongly
multimode state. We obtain a squeezing of $-7.5\pm 0.4$ dB and a purity of
$0.91^{+0.09}_{-0.08}$ despite more than $97\%$ loss caused mainly by
filtering. Theoretically, we also consider the reconstruction of a squeezed
single photon - a bright non-Gaussian state. Due to strong multimode parametric
amplification, the method allows for the simultaneous tomography of multiple
modes. This makes it a powerful tool for optical quantum information
processing.
- Abstract(参考訳): ウィグナー関数トモグラフィーは量子状態の特徴付けには不可欠であるが、その一般的なバージョンであるバランスの取れたホモダイン検出はいくつかの弱点に苦しむ。
まず、非ガウス状態、特に明るい状態を測定するのに重要な効率的な検出が必要である。
第二に、テスト中の状態の時空間特性に合わせて調整された局所発振器が必要であり、マルチモード状態やブロードバンド状態では失敗する。
本稿では,光学パラメトリック増幅に基づくWigner関数トモグラフィーと直接検出手法を提案する。
この方法は、非効率性と損失の検出に免疫を持ち、ブロードバンド、空間的および時間的に多モードの量子状態に適している。
この原理を証明するため,強い多重モード状態の単一モードを占有する圧縮真空のウィグナー関数を実験的に再構成した。
フィルタにより97%以上の損失が生じるにもかかわらず、$-7.5\pm 0.4$ dBと$0.91^{+0.09}_{-0.08}$の純度を得る。
理論的には、圧縮された単一光子(明るい非ガウス状態)の再構成も検討する。
強力なマルチモードパラメトリック増幅のため、この方法は複数のモードを同時にトモグラフィーできる。
これにより、光学量子情報処理の強力なツールとなる。
関連論文リスト
- Classification of quantum states of light using random measurements
through a multimode fiber [42.5342379899288]
マルチモードファイバを介して未知の入力状態を送信する光学スキームを提案する。
短い多モードファイバは、空間領域におけるランダムなプロジェクションを効果的に実装する。
長分散多モードファイバは、空間及びスペクトル投影を行う。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-10-20T15:48:06Z) - Two-mode squeezing over deployed fiber coexisting with conventional
communications [55.41644538483948]
CV量子ネットワークと分散量子センシングを実現するために、マルチモードのスクイーズが重要である。
これまで, ホモダイン検出によるマルチモードスクイージングは, シングルルーム実験に限られていた。
このデモンストレーションにより、分散マルチモードのスクイーズに依存する量子ネットワークや量子センシングにおける将来の応用が可能になる。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-04-20T02:29:33Z) - Gaussian Quantum Illumination via Monotone Metrics [6.626330159001871]
固定信号平均光子数を持つガウス状態のうち, 2モード圧縮真空(TMSV)状態が最適プローブであることを示す。
第3に、コヒーレント状態に打ち勝つための効率的なアイドラーメモリを作成し、信号パワー、バックグラウンドノイズ、アイドラーメモリノイズの観点から、アイドラーメモリの透過率を解析的に制限することの重要性を示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-02-15T07:13:04Z) - Experimental realization of deterministic and selective photon addition
in a bosonic mode assisted by an ancillary qubit [50.591267188664666]
ボソニック量子誤り訂正符号は、主に単一光子損失を防ぐために設計されている。
エラー修正には、エラー状態 -- 逆のパリティを持つ -- をコード状態にマッピングするリカバリ操作が必要です。
ここでは、ボソニックモード上での光子数選択同時光子加算演算のコレクションを実現する。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-12-22T23:32:21Z) - Interferometric measurement of the quadrature coherence scale using two
replicas of a quantum optical state [0.0]
多くの古典的でない証人は、$hat rho$で非線形である。
特に、二次コヒーレンススケールを評価して、状態の非古典性を目撃または測定したい場合、この$textita priori$は完全な状態トモグラフィを必要とする。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-11-23T15:00:53Z) - Waveguided sources of consistent, single-temporal-mode squeezed light:
the good, the bad, and the ugly [0.0]
本研究では, ポンプの明るさが, 固定されたパラメトリック導波源によって生じる圧縮状態の時間的モード構造にどのように影響するかを理論的に検討した。
これらの圧縮状態の時間的モードは、部分的にミスマッチし、区別可能であることが分かり、量子コンピューティングやheralded state generationのリソースとしてこれらの状態を使用する場合、それは望ましくない。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-09-27T16:14:33Z) - Distributed quantum sensing with optical lattices [0.0]
分散量子センシングでは、一般的にフォトニック系の複数のモード間の相関を利用して未知のパラメータの測定精度を高める。
ハイゼンベルク限界の$(N(M-1)T)2$でパラメータ推定が可能であり、$N$は粒子数、$M$はモード数、$T$は測定時間である。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-08-10T03:47:44Z) - Quantum state tomography with tensor train cross approximation [84.59270977313619]
測定条件が最小限であるような状態に対して、完全な量子状態トモグラフィが実行可能であることを示す。
本手法は,非構造状態と局所測定のための最もよく知られたトモグラフィー法よりも指数関数的に少ない状態コピーを必要とする。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-07-13T17:56:28Z) - Beating the thermal limit of qubit initialization with a Bayesian
Maxwell's demon [48.7576911714538]
フォールトトレラント量子コンピューティングは、明確に定義された有限状態の量子レジスタを初期化する必要がある。
固体系では、これは典型的には冷たい貯水池への熱化によって達成される。
本稿では, 熱限界を超える信頼度を持つフィデューシャル量子状態を作成する方法を提案する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-10-05T13:55:08Z) - Analytic Signal Phase in $N-D$ by Linear Symmetry Tensor--fingerprint
modeling [69.35569554213679]
解析信号位相とその勾配は2-D$以上の不連続性を持つことを示す。
この欠点は深刻なアーティファクトをもたらす可能性があるが、問題は1-D $シグナルには存在しない。
本稿では,複数のGaborフィルタに頼って線形シンメトリー位相を用いることを提案する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-05-16T21:17:26Z) - Neural networks for detecting multimode Wigner-negativity [0.0]
我々は,Wigner関数の負性を直接検出し,マルチモード量子状態に対して検出する,人工ニューラルネットワークを用いた機械学習プロトコルに基づく新しい手法を提案する。
本手法は,データ量が少ない場合の従来手法よりも高速で精度が高く,堅牢であることを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-03-06T18:20:01Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト(すべての情報・翻訳含む)の品質を保証せず、本サイト(すべての情報・翻訳含む)を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。