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

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.04271v2
• Date: Mon, 10 Feb 2025 18:27:54 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-11 14:25:04.544302
• 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、ハイゼンベルク・ワイル作用素に対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:
• 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 density matrix captures quantum coherence and symmetry with respect to Heisenberg-Weyl 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 is retained $2M^{3}-2M$. To ensure physicality, maximum likelihood estimation (MLE) is incorporated into the DQC1 reconstruction process, with numerical simulations demonstrating the efficiency of our approach and its robustness against interferometer noises. 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$-mode)線形光ネットワーク(LON)における多光子状態の部分的復元法を提案する。 再構成されたハイゼンベルク・ワイル還元密度行列は、ハイゼンベルク・ワイル作用素に対する量子コヒーレンスと対称性を捉える。 1量子ビット(DQC1)回路による決定論的量子コンピューティングを用いて、検出要求をM$から2$に減らし、測定条件は2M^{3}-2M$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、我々のアプローチの効率と干渉計ノイズに対する頑健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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