論文の概要: Simulating photon counting from dynamic quantum emitters by exploiting
zero-photon measurements
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.16591v2
- Date: Fri, 6 Oct 2023 14:11:16 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-13 05:09:43.138469
- Title: Simulating photon counting from dynamic quantum emitters by exploiting
zero-photon measurements
- Title（参考訳）: ゼロ光子測定による動的量子エミッタからの光子計数シミュレーション
- Authors: Stephen C. Wein
- Abstract要約: ゼロ光子計測結果に隠された情報を利用すると、時間積分光子計数シミュレーションの指数的高速化が得られることを示す。
これにより、前例のないレベルの物理的詳細を持つ大規模なフォトニクス実験のシミュレーションが可能になる。
- 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: Many applications of quantum optics demand delicate quantum properties of
light carefully tailored to accomplish a specific task. To this end, numerical
simulations of quantum light sources are vital for designing, characterizing,
and optimizing quantum photonic technology. Here, I show that exploiting
information hidden in zero-photon measurement outcomes provides an exponential
speedup for time-integrated photon counting simulations, realizing eight orders
of magnitude reduction in the time to compute six-photon detection
probabilities while achieving ten orders of magnitude higher precision compared
to the state of the art. This enables simulations of large photonic experiments
with an unprecedented level of physical detail. It can accelerate the design of
sources to generate photonic resource states for quantum sensing and
measurement-based quantum computing while capturing realistic imperfections. It
also establishes a general theoretical framework to study dynamic interactions
between stationary qubits mediated by measurements of flying qubits, which can
be used to model distributed quantum computing and quantum communication.
- Abstract（参考訳）: 量子光学の多くの応用は、特定のタスクを達成するために慎重に調整された光の繊細な量子特性を要求する。
この目的のために、量子光源の数値シミュレーションは量子フォトニック技術の設計、特徴付け、最適化に不可欠である。
ここでは, ゼロ光子計測結果に隠された情報を活用することにより, 時間積分光子計数シミュレーションの指数的高速化を実現し, 6光子検出確率の計算に要する時間における8桁のスケール削減を実現し, 最先端技術と比較して10桁の精度を実現した。
これにより、前例のないレベルの物理的詳細を持つ大規模なフォトニクス実験のシミュレーションが可能になる。
量子センシングや測定に基づく量子コンピューティングのためのフォトニックリソース状態を生成するためのソースの設計を加速し、現実的な不完全さを捉えることができる。
また、分散量子コンピューティングや量子通信のモデル化に使用できるフライング量子ビットの測定を媒介とする定常量子ビット間の動的相互作用を研究するための一般的な理論的枠組みも確立している。
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