論文の概要: Non-Gaussian state generation with time-gated photon detection
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.13335v2
- Date: Mon, 3 Apr 2023 05:05:25 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-04 23:32:44.969883
- Title: Non-Gaussian state generation with time-gated photon detection
- Title（参考訳）: タイムゲート光子検出による非ガウス状態生成
- Authors: Tatsuki Sonoyama, Kazuma Takahashi, Baramee Charoensombutamon, Sachiko
Takasu, Kaori Hattori, Daiji Fukuda, Kosuke Fukui, Kan Takase, Warit
Asavanant, Jun-ichi Yoshikawa, Mamoru Endo, Akira Furusawa
- Abstract要約: 我々は、50nsから10nsの遷移エッジセンサに基づく光子数分解検出器のタイミングジッタを改善するために、高速光スイッチを時間ゲーティングに使用した。
我々は、時間ゲート光子検出法を使わずに観測できない0.011pm 0.004$のウィグナー負性を持つ非ガウス状態を生成する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.09819374952727189
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Non-Gaussian states of light, which are essential in fault-tolerant and
universal optical quantum computation, are typically generated by a heralding
scheme using photon detectors. Recently, it is theoretically shown that the
large timing jitter of the photon detectors deteriorates the purity of the
generated non-Gaussian states [T. Sonoyama, $\textit{et al}$., Phys. Rev. A
$\textbf{105}$, 043714 (2022)]. In this study, we generate non-Gaussian states
with Wigner negativity by time-gated photon detection. We use a fast optical
switch for time gating to effectively improve the timing jitter of a
photon-number-resolving detector based on transition edge sensor from 50 ns to
10 ns. As a result, we generate non-Gaussian states with Wigner negativity of
$-0.011\pm 0.004$, which cannot be observed without the time-gated photon
detection method. These results confirm the effect of the timing jitter on
non-Gaussian state generation experimentally for the first time and provide the
promising method of high-purity non-Gaussian state generation.
- Abstract（参考訳）: フォールトトレラントで普遍的な光学量子計算に必須である非ガウス状態は、一般的に光子検出器を用いたヘラルドスキームによって生成される。
近年,光子検出器の大きなタイミングジッタが生成する非ガウス状態 [t] の純度を低下させることが理論的に示されている。
ソノヤマ、$\textit{et al}$。
Phys。
rev. a $\textbf{105}$, 043714 (2022)]。
本研究では, 時間差光子検出により, ウィグナー負性を持つ非ガウス状態を生成する。
我々は,50 nsから10 nsまでの遷移エッジセンサに基づく光子数分解検出器のタイミングジッタを効果的に改善するために,タイムゲーティングに高速光スイッチを用いる。
その結果、時間ゲート光子検出法なしでは観測できないウィグナー負性$-0.011\pm 0.004$の非ガウス状態を生成する。
これらの結果は,非ガウシアン状態生成に対するタイミングジッタの効果を初めて実験的に確認し,高純度非ガウシアン状態生成の有望な方法を提供する。
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