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

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.03138v2
• Date: Sun, 13 Oct 2024 08:33:20 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-15 15:01:58.143676
• 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: 我々は、ボソニック量子コンピュータ上で生成した資源に基づいて、量子光学非古典状態を古典的/古典的と分類する。 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
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• Abstract: We present a method to systematically identify and classify quantum optical non-classical states as classical/non-classical based on the resources they create on a bosonic quantum computer. This is achieved by converting arbitrary bosonic states into multiple modes, each occupied by a single photon, thereby defining qubits of a bosonic quantum computer. Starting from a bosonic classical-like state in a representation that explicitly respects particle number super-selection rules, we apply universal gates to create arbitrary superpositions of states with the same total particle number. The non-classicality of the corresponding states can then be associated to the operations 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 multi-mode states can lead to quantum advantage. 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,ボソニックな量子コンピュータ上で生成する資源に基づいて,量子光学的非古典状態を古典的・非古典的と分類する手法を提案する。 これは、任意のボゾン状態を複数のモードに変換し、それぞれが1つの光子によって占有され、ボソン量子コンピュータの量子ビットを定義することで達成される。 粒子数超選択規則を明示的に尊重する表現におけるボソニックな古典的状態から始まり、同じ全粒子数を持つ状態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。 対応する状態の非古典性は、量子コンピュータで誘導される操作に関連付けられる。 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し、マルチモード状態が量子優位性にどのように寄与するかを識別する。 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き上げている。

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