論文の概要: Nonreciprocal Generation of Schr\"{o}dinger Cat State Induced by Topology

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.10444v1
• Date: Sat, 16 Dec 2023 13:30:11 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-19 16:29:29.910529
• Title: Nonreciprocal Generation of Schr\"{o}dinger Cat State Induced by Topology
• Title（参考訳）: トポロジーによるSchr\"{o}dinger Cat状態の非相互生成
• Authors: Zi-Hao Li, Li-Li Zheng, Ying Wu, Xin-You L\"u
• Abstract要約: 量子非相互性とトポロジーの相互作用を1次元マイクロキャビティアレイで調べる。 我々は、エッジキャビティにおいて選択された方向の「シュリンガー猫状態」を得る一方、他方の方向の「古典的状態」を得る。 得られた猫状態は、非相反高忠実度、非古典性、および量子コヒーレンスを有する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 16.939175598826477
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The Schr\"{o}dinger cat state produced differently in two directions is anticipated to be a critical quantum resource in quantum information technologies. By exploring the interplay between quantum nonreciprocity and topology in a one-dimensional microcavity array, we obtain the Schr\"{o}dinger cat state ({\it a pure quantum state}) in a chosen direction at the edge cavity, whereas a {\it classical state} in the other direction. This {\it nonreciprocal generation of the cat state} originates from the {\it topologically protected chirality-mode excitation} in the nontrivial phase, but in the trivial phase the {\it nonreciprocal generation of cat state} vanishes. Thus, our proposal is switchable by tuning the parameters so that a topological phase transition occurs. Moreover, the obtained cat state has nonreciprocal high fidelity, nonclassicality, and quantum coherence, which are sufficient to be used in various one-way quantum technologies, e.g., invisible quantum sensing, noise-tolerant quantum computing, and chiral quantum networks. Our work provides a general approach to control quantum nonreciprocities with the topological effect, which substantially broadens the fields of nonreciprocal photonics and topological physics.
• Abstract（参考訳）: 2方向の異なるschr\"{o}dinger cat状態は、量子情報技術において重要な量子資源として期待されている。 1次元のマイクロキャビティアレイにおける量子非相互性とトポロジーの間の相互作用を探索することにより、エッジキャビティにおいて選択された方向のschr\"{o}dinger cat state ({\it a pure quantum state})を得る。 この「猫状態の非相互生成」は、非自明な相における「トポロジカルに保護されたキラリティモード励起」に由来するが、自明な相では「猫状態の非相互生成」は消滅する。 したがって, 位相相転移が発生するようにパラメータをチューニングすることで, 提案方式を切り替えることができる。 さらに、得られた猫状態は非相互性の高い高忠実性、非古典性、および量子コヒーレンスを持ち、可視量子センシング、ノイズ耐性量子コンピューティング、キラル量子ネットワークなど、様々な片方向量子技術で使用できる。 我々の研究は、トポロジカル効果で量子非相互性を制御するための一般的なアプローチを提供し、非相互フォトニクスやトポロジカル物理学の分野を大幅に広げる。

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