論文の概要: Dawn and fall of non-Gaussianity in the quantum parametric oscillator
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.16530v1
- Date: Wed, 27 Dec 2023 11:20:13 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-29 19:02:34.457453
- Title: Dawn and fall of non-Gaussianity in the quantum parametric oscillator
- Title（参考訳）: 量子パラメトリック発振器における非ガウス性の研究
- Authors: Marcello Calvanese Strinati, Claudio Conti
- Abstract要約: 応用外部場を持つ単一量子OPOにおける非ガウス性の出現について検討する。
パラメトリックドライブと応用フィールドの非自明な相互作用が明らかとなった。
- 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: Systems of coupled optical parametric oscillators (OPOs) forming an Ising
machine are emerging as large-scale simulators of the Ising model. The advances
in computer science and nonlinear optics have triggered not only the physical
realization of hybrid (electro-optical) or all-optical Ising machines, but also
the demonstration of quantum-inspired algorithms boosting their performances.
To date, the use of the quantum nature of parametrically generated light as a
further resource for computation represents a major open issue. A key quantum
feature is the non-Gaussian character of the system state across the
oscillation threshold. In this paper, we perform an extensive analysis of the
emergence of non-Gaussianity in the single quantum OPO with an applied external
field. We model the OPO by a Lindblad master equation, which is numerically
solved by an ab initio method based on exact diagonalization. Non-Gaussianity
is quantified by means of three different metrics: Hilbert-Schmidt distance,
quantum relative entropy, and photon distribution. Our findings reveal a
nontrivial interplay between parametric drive and applied field: (i) Increasing
pump monotonously enhances non-Gaussianity, and (ii) Increasing field first
sharpens non-Gaussianity, and then restores the Gaussian character of the state
when above a threshold value.
- Abstract（参考訳）: イジングマシンを形成する光パラメトリック発振器(OPO)の結合システムは、イジングモデルの大規模シミュレータとして出現している。
コンピュータ科学と非線形光学の進歩は、ハイブリッド(電子光学)または全光学イジングマシンの物理的実現だけでなく、量子インスパイアされたアルゴリズムの実証によって性能が向上した。
これまでのところ、パラメトリック生成光の量子的性質を計算のためのさらなる資源として用いることは、大きな未解決問題である。
鍵となる量子的特徴は、振動閾値を越えて系の状態の非ガウス的特徴である。
本稿では,応用外部場を持つ単一量子OPOにおける非ガウス性の出現を広範囲に解析する。
完全対角化に基づく ab initio 法による数値解法である lindblad master 方程式により opo をモデル化する。
非ガウス性は、ヒルベルト=シュミット距離、量子相対エントロピー、光子分布の3つの異なる指標によって定量化される。
パラメトリックドライブと応用フィールドの非自明な相互作用を明らかにする。
(i)ポンプの増加は単調に非ガウス性を高め、
(ii) 磁場の増加はまず非ガウス性が鋭くなり、次いで閾値を超えると状態のガウス性が回復する。
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