論文の概要: Generating Fock-state superpositions from coherent states by selective measurement
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.07403v2
- Date: Mon, 21 Oct 2024 09:03:34 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-11-08 07:53:35.715339
- Title: Generating Fock-state superpositions from coherent states by selective measurement
- Title（参考訳）: 選択的測定によるコヒーレント状態からのフォック状態重畳の生成
- Authors: Chen-yi Zhang, Jun Jing,
- Abstract要約: ターゲット共振器のコヒーレント状態から任意のフォック状態を生成するための量子計測のためのプロトコルを提供する。
このプロトコルは、共振器と補助量子ビットのジョイントフリー進化のシーケンスで効率的に構築することができる。
我々は,デコヒーレンスの存在下でのプロトコルの結果の忠実度と成功確率を算出する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.99945301851239
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Fock states and their superpositions are exotic testbeds for nonclassical physics and valuable resources for quantum technologies. We provide a simple protocol for the quantum measurement to generate an arbitrary Fock state and certain superposed Fock states from a coherent state of a target resonator, without any carefully tailored driving. This conditional protocol can be efficiently constructed by a sequence of joint free evolution of the resonator and an ancillary qubit, which are coupled via a Jaynes-Cummings interaction, and projective measurements on the qubit. By properly choosing the duration of each evolution-measurement cycle and the initial state of the resonator, we can generate a desired Fock state $|n\rangle$ and a superposed Fock state $(|0\rangle+|n\rangle)/\sqrt{2}$, $n\sim10$, with a fidelity over $99\%$ in less than $30$ measurements. Moreover, our protocol can be extended straightforwardly to the generation of a Bell-like state $(|00\rangle+|nn\rangle)/\sqrt{2}$ with multiple excitations in a double-resonator system. We also calculate the outcome fidelity and the success probability of our protocol in the presence of decoherence.
- Abstract（参考訳）: フォック状態とその重畳は非古典物理学のためのエキゾチックなテストベッドであり、量子技術のための貴重な資源である。
我々は、ターゲット共振器のコヒーレント状態から任意のフォック状態と特定の重畳されたフォック状態を生成するための量子測定のための簡単なプロトコルを提供する。
この条件付きプロトコルは、Jaynes-Cummings相互作用を介して結合された共振器とAcillary qubitの連成自由進化シーケンスと、qubit上の射影測定によって効率的に構築することができる。
各展開測定サイクルと共振器の初期状態の期間を適切に選択することにより、所望のフォック状態 $|n\rangle$ と重畳されたフォック状態 $(|0\rangle+|n\rangle)/\sqrt{2}$, $n\sim10$ を30ドル未満で生成できる。
さらに、このプロトコルは、二重共振器系において複数の励起を持つベル型状態 $(|00\rangle+|nn\rangle)/\sqrt{2}$ に簡単に拡張できる。
また、デコヒーレンスが存在する場合のプロトコルの結果の忠実度と成功確率も計算する。
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