論文の概要: Quantifying nonclassicality of mixed Fock states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.01717v1
• Date: Mon, 3 Jun 2024 18:25:30 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-05 21:11:55.571812
• Title: Quantifying nonclassicality of mixed Fock states
• Title（参考訳）: 混合フォック状態の非古典性の定量化
• Authors: Spencer Rogers, Tommy Muth, Wenchao Ge,
• Abstract要約: ボソニックモードの非古典的状態は、量子化技術にとって重要な資源である。 操作資源理論 (ORT) 測定により, 混合フォック状態におけるボソニックモードの非古典性を定量化する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Nonclassical states of bosonic modes are important resources for quantum-enhanced technologies. Yet, quantifying nonclassicality of these states, in particular mixed states, can be a challenge. Here we present results of quantifying the nonclassicality of a bosonic mode in a mixed Fock state via the operational resource theory (ORT) measure [W. Ge, K. Jacobs, S. Asiri, M. Foss-Feig, and M. S. Zubairy, Phys. Rev. Res. 2, 023400 (2020)], which relates nonclassicality to metrological advantage. Generally speaking, evaluating the ORT measure for mixed states is challenging, since it involves finding a convex roof. However, we show that our problem can be reduced to a linear programming problem. By analyzing the results of numerical optimization, we are able to extract exact, analytical results for the case where three or four neighboring Fock states have nonzero population. Interestingly, we find that such a mode can be in distinct phases, depending on the populations. Lastly, we demonstrate how our method is generalizable to density matrices of higher ranks. Our findings suggests a viable method for evaluating nonclassicality of arbitrary mixed bosonic states and potentially for solving other convex roof optimization problems.
• Abstract（参考訳）: ボソニックモードの非古典的状態は、量子化技術にとって重要な資源である。 しかし、これらの状態、特に混合状態の非古典性を定量化することは困難である。 ここでは、オペレーショナルリソース理論(ORT)測度(W. Ge, K. Jacobs, S. Asiri, M. Foss-Feig, M. S. Zubairy, Phys. Rev. Res. 2, 023400 (2020))]を介して混合フォック状態におけるボソニックモードの非古典性を定量化する結果を示す。 一般的に、混合状態に対するORTの測定は凸屋根の発見を伴うため、難しい。 しかし,この問題を線形プログラミング問題に還元できることを示す。 数値最適化の結果を解析することにより, 隣接する3つないし4つのフォック状態が非ゼロ集団である場合に, 正確な解析結果を得ることができる。 興味深いことに、このようなモードは人口によって異なる段階にある可能性がある。 最後に,本手法が高階密度行列に対して一般化可能であることを示す。 本研究は, 任意の混合ボゾン状態の非古典性評価と, その他の凸屋根最適化問題の解決に有効であることを示す。

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