論文の概要: Characterization and optimized engineering of bosonic quantum interfaces
under single-mode operational constraints
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.05134v3
- Date: Mon, 26 Feb 2024 22:26:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-29 01:16:34.329512
- Title: Characterization and optimized engineering of bosonic quantum interfaces
under single-mode operational constraints
- Title（参考訳）: 単一モード動作制約下におけるボソニック量子インタフェースのキャラクタリゼーションと最適化
- Authors: Pak-Tik Fong, Sheung Chi Poon, Hoi-Kwan Lau
- Abstract要約: 単一モードのみの操作が可能であるという最も悲観的な制約の下で、線形二モードインタフェースを特徴付ける。
任意のガウス単モード演算を両方のモードに適用すると、すべてのインタフェースは不変の伝送強度によって特徴づけられる。
- 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: Controlling the quantum interface between two bosonic modes is essential in
countless implementations of quantum information processing. However, full
controllability is rarely achieved in most platforms due to specific physical
limitations. In this work, we completely characterize the linear two-mode
interfaces under the most pessimistic restriction that only single-mode
operation is available. When arbitrary Gaussian single-mode operations can be
applied to both modes, we find that every interface can be characterized by an
invariant transmission strength. Moreover, in the practical situation that
squeezing is restricted in one of the modes, we discover two additional
quantities, irreducible squeezing and irreducible shearing, that are invariant
under the allowable controls. By using this characterization, we develop
systematic strategies to engineer an arbitrary linear interface through
cascading multiple fixed component interfaces. Without squeezing restriction,
our protocol is optimal and requires at most three component interfaces. Under
the squeezing constraint, our protocol can be extended to engineer also the
additional invariants by using no more than two more rounds of cascade. We also
propose the remote squeezing scheme to tackle the squeezing restriction through
interfacing with an active auxiliary mode.
- Abstract（参考訳）: 量子情報処理の無数の実装において、2つのボソニックモード間の量子インターフェースを制御することが不可欠である。
しかし、物理的な制限のため、ほとんどのプラットフォームで完全な制御性が達成されることはまれである。
本研究では,単モード操作のみが可能な最も悲観的な制約の下で,線形2モードインタフェースを完全に特徴付ける。
任意のガウス単モード演算を両モードに適用できる場合、全てのインタフェースは不変伝達強度によって特徴づけられることが分かる。
さらに,1つのモードでスクイーズが制限される現実的な状況において,許容制御の下で不変な2つの付加量,既約スクイーズおよび既約シーリングを発見する。
この特性を用いて,複数の固定コンポーネントインターフェースをカスケードすることで任意のリニアインターフェースを設計するための体系的戦略を開発した。
制限を絞ることなく、プロトコルは最適であり、少なくとも3つのコンポーネントインターフェースが必要です。
スクイーズ制約の下では、我々のプロトコルはカスケードのラウンドを2つ以上使わずに追加の不変量も設計できるように拡張できる。
また,アクティブ補助モードとのインタフェースにより,スクイーズ制限に取り組むためのリモートスクイーズスキームを提案する。
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