論文の概要: Majorization theoretical approach to entanglement enhancement via local
filtration
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.02066v1
- Date: Mon, 4 Dec 2023 17:23:44 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-05 14:31:21.478937
- Title: Majorization theoretical approach to entanglement enhancement via local
filtration
- Title（参考訳）: 局所濾過による絡み合い強化に対する主要化理論的アプローチ
- Authors: Zacharie Van Herstraeten, Nicolas J. Cerf, Saikat Guha, Christos N.
Gagatsos
- Abstract要約: 局所濾過操作を用いて2モード圧縮真空(TMSV)状態の絡み合いを高める方法について検討した。
本稿では,光子付加と減算による絡み合い向上を実現するためのいくつかのスキームを提案する。
さらに,現実的な光子付加(サブトラクション)の場合について検討し,現実的な光子付加(サブトラクション)TMSV状態と,TMSVよりも確実に絡み合った近傍状態との距離を上限にすることができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7482855795615639
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: From the perspective of majorization theory, we study how to enhance the
entanglement of a two-mode squeezed vacuum (TMSV) state by using local
filtration operations. We present several schemes achieving entanglement
enhancement with photon addition and subtraction, and then consider filtration
as a general probabilistic procedure consisting in acting with local
(non-unitary) operators on each mode. From this, we identify a sufficient set
of two conditions on filtration operators for successfully enhancing the
entanglement of a TMSV state, namely the operators must be Fock-orthogonal
(i.e., preserving the orthogonality of Fock states) and Fock-amplifying (i.e.,
giving larger amplitudes to larger Fock states). Our results notably prove that
ideal photon addition, subtraction, and any concatenation thereof always
enhance the entanglement of a TMSV state in the sense of majorization theory.
We further investigate the case of realistic photon addition (subtraction) and
are able to upper bound the distance between a realistic photon-added
(-subtracted) TMSV state and a nearby state that is provably more entangled
than the TMSV, thus extending entanglement enhancement to practical schemes via
the use of a notion of approximate majorization. Finally, we consider the state
resulting from $k$-photon addition (on each of the two modes) on a TMSV state.
We prove analytically that the state corresponding to $k=1$ majorizes any state
corresponding to $2\leq k \leq 8$ and we conjecture the validity of the
statement for all $k\geq 9$.
- Abstract（参考訳）: 偏極化理論の観点から,局所濾過操作を用いて2モード圧縮真空(TMSV)状態の絡み合いを高める方法について検討する。
本稿では,光子付加とサブトラクションによる絡み合い向上を実現し,各モードで局所(非単体)演算子と作用する一般的な確率的手法として濾過を考える。
このことから、TMSV状態の絡み合いを高めるのに十分なフィルター作用素に関する2つの条件の集合、すなわち、作用素はフォック直交(フォック状態の直交性を保つこと)とフォック増幅(フォック状態のより大きな振幅を与えること)でなければならない。
以上の結果から, 理想光子付加, サブトラクション, およびそれらの結合は常に, 偏化理論におけるTMSV状態の絡み合いを高めることが示唆された。
さらに、実写的な光子付加(減算)の場合についても検討し、実写的な光子付加(減算)されたtmsv状態と、tmsvよりも確実に絡み合う近傍状態との間の距離を上限にすることができるので、近似大域化の概念を用いて、実用的スキームへの絡み合い強化を拡張できる。
最後に、TMSV状態に$k$-photonの加算(2つのモードのそれぞれに)によって生じる状態について考察する。
解析学的に、$k=1$に対応する状態が$2\leq k \leq 8$に対応する任意の状態を行列化し、全ての$k\geq 9$に対するステートメントの妥当性を推測する。
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