論文の概要: Coherent-cluster-state generation in networks of degenerate optical parametric oscillators

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.13666v2
• Date: Mon, 21 Aug 2023 14:30:33 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-23 01:45:15.839278
• Title: Coherent-cluster-state generation in networks of degenerate optical parametric oscillators
• Title（参考訳）: 縮退光パラメトリック発振器ネットワークにおけるコヒーレントクラスター状態生成
• Authors: Zheng-Yang Zhou, Clemens Gneiting, J.Q. You, and Franco Nori
• Abstract要約: 我々は,ビームスプリッタと古典ポンプの助けを借りて,DOPOネットワーク上でコヒーレントクラスタ状態を生成することができることを示す。 生成した状態をモジュラー変数を用いて有効スピン空間にマッピングすることにより、スピンベースのクラスタ状態に適した絡み合い基準を適用することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.015029887580199
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Cluster states are versatile quantum resources and an essential building block for measurement-based quantum computing. The possibility to generate cluster states in specific systems may thus serve as an indicator regarding if and to what extent these systems can be harnessed for quantum technologies and quantum information processing in particular. Here, we apply this analysis to networks of degenerate optical parametric oscillators (DOPOs), also called coherent Ising machines (CIMs). CIMs are distinguished by their highly flexible coupling capabilities, which makes it possible to use them, e.g., to emulate large spin systems. As CIMs typically operate with coherent states (and superpositions thereof), it is natural to consider cluster states formed by superpositions of coherent states, i.e., coherent cluster states. As we show, such coherent cluster states can, under ideal conditions, be generated in DOPO networks with the help of beam splitters and classical pumps. Our subsequent numerical analysis provides the minimum requirements for the generation of coherent cluster states under realistic conditions. Moreover, we discuss how nonequilibrium pumps can improve the generation of coherent cluster states. In order to assess the quality of the cluster-state generation, we map the generated states to an effective spin space using modular variables, which allows us to apply entanglement criteria tailored for spin-based cluster states.
• Abstract（参考訳）: クラスター状態は万能な量子資源であり、測定ベースの量子コンピューティングに不可欠な構成要素である。 したがって、特定のシステムでクラスター状態を生成する可能性は、これらのシステムが量子技術や量子情報処理にどの程度活用できるかについての指標となる。 本稿では、この解析をコヒーレントイジングマシン(CIM)とも呼ばれる縮退型光パラメトリック発振器(DOPO)のネットワークに適用する。 cimは、非常に柔軟な結合機能によって区別され、例えば、大きなスピン系をエミュレートするためにそれらを使用することができる。 CIMは一般にコヒーレントな状態(およびその重畳)で作用するため、コヒーレントな状態、すなわちコヒーレントな状態の重畳によって形成されるクラスター状態を考えることは自然である。 このようなコヒーレントなクラスター状態は、ビームスプリッターと古典的なポンプの助けを借りて、理想的な条件下でdopoネットワークで生成することができる。 その後の数値解析は、現実的な条件下でのコヒーレントクラスタ状態の生成に対する最小要件を提供する。 さらに,非平衡ポンプがコヒーレントクラスター状態の生成をいかに改善できるかを考察する。 クラスタ状態生成の質を評価するために,モジュール変数を用いて生成した状態を有効スピン空間にマッピングし,スピンベースのクラスタ状態に適した絡み合い基準を適用する。

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