論文の概要: Simulating time-integrated photon counting using a zero-photon generator
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.16591v1
- Date: Mon, 31 Jul 2023 11:45:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-08-01 14:39:32.144628
- Title: Simulating time-integrated photon counting using a zero-photon generator
- Title（参考訳）: ゼロ光子発生器を用いた時間積分光子計数シミュレーション
- Authors: Stephen C. Wein
- Abstract要約: 多変数積分を伴わない量子エミッタの時間ダイナミクスから時間積分量をシミュレートする手法を提案する。
この方法は、測定ベースの量子コンピューティングのための単一光子源と絡み合ったフォトニックリソース状態のシミュレーションを加速することができる。
- 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: Photon counting simulations are crucial for designing and optimizing quantum
photonic devices. The naive way to simulate time-integrated measurements of
light requires integrating multi-variable correlations. This causes simulation
times to increase exponentially with the correlation order, or number of
detected photons. In this work, I present a method to simulate time-integrated
quantities from the time dynamics of quantum emitters without multi-variable
integration. The approach uses an effective master equation defined by a
zero-photon generator -- a generator of time dynamics conditioned on the
absence of detected light. The zero-photon conditional dynamics depends on an
efficiency parameter for each detector. These parameters can take complex
values to define a set of virtual detector configurations that can be exploited
to reconstruct integrated quantities using an inverse Z-transform such as a
discrete Fourier transform. The method can accelerate the simulation of
single-photon sources and entangled photonic resource states for
measurement-based quantum computing while accounting for physical imperfections
of realistic devices. It also provides a general framework to simulate
interactions between stationary qubits mediated by measurements of flying
qubits, which has applications to model noise for distributed quantum computing
and quantum communication protocols.
- Abstract（参考訳）: 光子計数シミュレーションは量子フォトニックデバイスの設計と最適化に不可欠である。
光の時間積分測定をシミュレートするには、多変量相関を統合する必要がある。
これにより、シミュレーション時間は相関順序や検出された光子数に指数関数的に増加する。
本研究では,多変量積分を伴わない量子エミッタの時間ダイナミクスから時間積分量をシミュレートする手法を提案する。
このアプローチでは、ゼロ光子発生器(検出された光の欠如によって条件付けられた時間ダイナミクスの生成器)によって定義される効果的なマスター方程式を使用する。
ゼロ光子条件力学は各検出器の効率パラメータに依存する。
これらのパラメータは複雑な値を取ることで、離散フーリエ変換のような逆Z変換を用いて積分量の再構成に利用できる仮想検出器の構成を定義することができる。
この方法は、現実的なデバイスの物理的不完全性を考慮しつつ、測定に基づく量子コンピューティングのための単一光子源および絡み合ったフォトニックリソース状態のシミュレーションを加速することができる。
また、空飛ぶ量子ビットの測定によって媒介される静止量子ビット間の相互作用をシミュレートする一般的なフレームワークを提供し、分散量子コンピューティングや量子通信プロトコルのノイズをモデル化する。
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