論文の概要: Two-detector reconstruction of multiphoton states in linear optical networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.04271v1
• Date: Thu, 05 Dec 2024 15:54:02 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-06 20:43:02.12802
• Title: Two-detector reconstruction of multiphoton states in linear optical networks
• Title（参考訳）: 線形光ネットワークにおける多光子状態の2検出器再構成
• Authors: Tudor-Alexandru Isdrailǎ, Jun-Yi Wu,
• Abstract要約: 本稿では,2つのバケット光子数分解(PNR)検出器のみを用いた線形光ネットワーク(LON)における多光子状態の部分的状態再構成法を提案する。 再構成されたハイゼンベルク・ワイル還元密度行列は、HW作用素に関する量子コヒーレンスと対称性を捉える。 この方法は、大規模LONにおける状態評価のための資源効率の高いソリューションを提供し、フォトニック量子技術の進歩を図っている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8602553195689513
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We propose a method for partial state reconstruction of multiphoton states in multimode ($N$-photon $M$-mode) linear optical networks (LONs) employing only two bucket photon-number-resolving (PNR) detectors. The reconstructed Heisenberg-Weyl-reduced (HW-reduced) density matrix captures quantum coherence and symmetry with respect to HW operators. Employing deterministic quantum computing with one qubit (DQC1) circuits, we reduce the detector requirement from $M$ to $2$, while the requirement on measurement configurations are retained $\mathcal{O}(M^{\max(3,N)})$. To ensure physicality, maximum likelihood estimation (MLE) is incorporated into the DQC1 reconstruction process, with numerical simulations demonstrating the robustness and efficiency of our approach. This method offers a resource-efficient solution for state characterization in large-scale LONs to advance photonic quantum technologies.
• Abstract（参考訳）: 我々は2つのバケット光子数分解(PNR)検出器のみを用いたマルチモード(N$-photon$M$-mode)線形光ネットワーク(LON)における多光子状態の部分的復元法を提案する。 再構成されたハイゼンベルク・ワイル還元密度行列は、HW作用素に関する量子コヒーレンスと対称性を捉える。 1量子ビット(DQC1)回路による決定論的量子コンピューティングを利用することで、検出条件をM$から2$に削減し、測定条件は$\mathcal{O}(M^{\max(3,N)})$に維持する。 物理性を確保するため,DQC1再構成プロセスに最大推定値(MLE)を組み込み,提案手法の堅牢性と効率性を示す数値シミュレーションを行った。 この方法は、大規模LONにおける状態評価のための資源効率の高いソリューションを提供し、フォトニック量子技術の進歩を図っている。

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