論文の概要: Superselection rules and bosonic quantum computational resources

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.03138v1
• Date: Wed, 3 Jul 2024 14:18:41 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-04 13:56:35.297518
• Title: Superselection rules and bosonic quantum computational resources
• Title（参考訳）: スーパーセレクション規則とボソニック量子計算資源
• Authors: Eloi Descamps, Nicolas Fabre, Astghik Saharyan, Arne Keller, Pérola Milman,
• Abstract要約: 計算能力に基づいて量子光学的非古典的資源を特定し分類する。 我々の研究は、量子光学の連続的な性質から離散的な性質へのシームレスな遷移を確立するのに寄与する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present a method to systematically identify and classify quantum optical non-classical resources based on the computational power they generate in a bosonic quantum computer. To achieve this, we establish a one-to-one correspondence between arbitrary continuous variable states in a multimode Hilbert space and single photons occupying each a single mode, which are used to define a bosonic quantum computer. Starting from a classical state in a representation that explicitly respects particle number super-selection rules, we apply universal gates to create arbitrary superposition of states with the same total particle number. The non-classicality of these states can then be directly related to the computational power they induce in the quantum computer. We also provide a correspondence between the adopted representation and the more conventional one in quantum optics, where superpositions of Fock states describe quantum optical states, and we identify how mode entanglement can lead to quantum advantage. In addition, our work contributes to establish a seamless transition from continuous to discrete properties of quantum optics while laying the grounds for a description of non-classicality and quantum computational advantage that is applicable to spin systems as well.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,ボゾン量子コンピュータにおいて生成する計算力に基づいて,量子光学的非古典的資源を体系的に同定し,分類する手法を提案する。 これを実現するために、多モードヒルベルト空間における任意の連続変数状態と、ボソニック量子コンピュータを定義するために用いられる1つのモードを占有する1つの光子とを1対1で対応付ける。 素数選択規則を明示的に尊重する表現において古典状態から始まり、同じ素数を持つ素数の任意の重ね合わせを生成するために普遍ゲートを適用する。 これらの状態の非古典性は、量子コンピュータで引き起こされる計算力と直接的に関連付けられる。 また、量子光学において、Fock状態の重畳が量子光学状態を記述する場合、採用されている表現と従来の表現との対応も提供し、モードの絡み合いが量子的優位性にどのように寄与するかを特定する。 さらに、量子光学の連続的な性質から離散的な性質へのシームレスな遷移の確立に寄与し、スピン系にも適用可能な非古典性および量子計算上の優位性の記述の基礎を築いた。

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