論文の概要: Generating optical cat states via quantum interference of multi-path
free-electron-photons interactions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.12959v1
- Date: Thu, 22 Jun 2023 15:17:48 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-23 14:06:25.397846
- Title: Generating optical cat states via quantum interference of multi-path
free-electron-photons interactions
- Title（参考訳）: 多経路自由電子-光子相互作用の量子干渉による光猫状態の生成
- Authors: Feng-Xiao Sun, Yiqi Fang, Qiongyi He, Yunquan Liu
- Abstract要約: マルチパス自由電子-光子相互作用の量子干渉に基づいて光猫状態を生成する手法を提案する。
We show that the Wigner negativity is oscillats with the coupling strength, and the optical cat state are successfully generated with highfidelity。
- 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: The novel quantum effects induced by the free-electron-photons interaction
have attracted increasing interest due to their potential applications in
ultrafast quantum information processing. Here, we propose a scheme to generate
optical cat states based on the quantum interference of multi-path
free-electron-photons interactions that take place simultaneously with strong
coupling strength. By performing a projection measurement on the electron, the
state of light changes significantly from a coherent state into a non-Gaussian
state with either Wigner negativity or squeezing property, both possess
metrological power to achieve quantum advantage. More importantly, we show that
the Wigner negativity oscillates with the coupling strength, and the optical
cat states are successfully generated with high fidelity at all the oscillation
peaks. This oscillation reveals the quantum interference effect of the multiple
quantum pathways in the interaction of the electron with photons, by that
various nonclassical states of light are promising to be fast prepared and
manipulated. These findings inspire further exploration of emergent quantum
phenomena and advanced quantum technologies with free electrons.
- Abstract（参考訳）: 自由電子-光子相互作用によって引き起こされる新しい量子効果は、超高速量子情報処理における潜在的な応用により、注目を集めている。
本稿では,強結合強度と同時に発生する多経路自由電子-光子相互作用の量子干渉に基づく光猫状態の生成法を提案する。
電子の射影測定を行うことで、光の状態はコヒーレント状態からウィグナー負性またはスクイージング特性を持つ非ガウス状態へと著しく変化し、どちらも量子的優位性を達成するためにメトロジー力を持つ。
さらに重要なことは、ウィグナー負極性は結合強度で振動し、光学猫状態は振動ピークのすべてにおいて高い忠実度で生成されることである。
この振動は、電子と光子の相互作用における複数の量子経路の量子干渉効果を明らかにし、様々な非古典的な光状態が高速に準備され、操作されることを約束する。
これらの発見は、創発的量子現象と自由電子を用いた高度な量子技術をさらに探究するきっかけとなった。
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