論文の概要: Experimental noiseless quantum amplification of coherent states of light by two-photon addition and subtraction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.13342v1
- Date: Tue, 17 Dec 2024 21:36:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-19 13:24:09.231908
- Title: Experimental noiseless quantum amplification of coherent states of light by two-photon addition and subtraction
- Title（参考訳）: 2光子付加と減光による光のコヒーレント状態の実験的ノイズレス量子増幅
- Authors: Michal Neset, Jiří Fadrný, Martin Bielak, Jaromír Fiurášek, Miroslav Ježek, Jan Bílek,
- Abstract要約: ノイズのない量子増幅器は、ノイズを加えることなくコヒーレントな状態の振幅を高める。
多重光子付加と減算の列は多重化に代わる効率的かつ実験的に実現可能であることを示す。
我々の実験は、走行光ビーム上の複雑な量子演算の工学的発展に向けた重要な一歩である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Noiseless quantum amplifiers are probabilistic quantum devices that enhance amplitude of coherent states without adding any noise, which has far reaching applications in quantum optics and quantum information processing. Here, we report on experimental implementation of an advanced noiseless quantum amplifier for coherent states of light that is based on conditional addition of two photons followed by conditional subtraction of two photons. We comprehensively characterize the noiselessly amplified coherent states via quantum state tomography and analyze the amplification gain and noise properties of the amplifier. We observe very good agreement between the experiment and theoretical predictions. Our work reveals that sequences of multiple photon additions and subtractions represent an efficient and experimentally feasible alternative to multiplexing that was originally proposed to boost the performance of noiseless quantum amplifiers. Beyond noiseless quantum amplification, our experiment represents a significant step forward towards engineering complex quantum operations on traveling light beams by coherent combinations of various sequences of multiphoton additions and subtractions.
- Abstract（参考訳）: ノイズレス量子増幅器は、ノイズを加えることなくコヒーレントな状態の振幅を高める確率的な量子デバイスであり、量子光学や量子情報処理においてはるかに応用されている。
本稿では、2つの光子の条件付加と2つの光子の条件減算に基づく光のコヒーレント状態に対するアドバンストノイズレス量子増幅器の実験的実装について報告する。
我々は、量子状態トモグラフィーにより、無雑音増幅コヒーレント状態を包括的に特徴付け、増幅利得と増幅器の雑音特性を解析する。
実験と理論的予測の間には,非常に良好な一致がみられる。
我々の研究は、多重光子加算と減算のシーケンスが、もともとノイズレス量子増幅器の性能を高めるために提案された多重化に代わる効率的かつ実験的に実現可能な代替手段であることを明らかにした。
ノイズのない量子増幅の他に、我々の実験は、多光子付加と減光の様々な配列のコヒーレントな組み合わせにより、進行する光線上での複雑な量子演算の工学的展開を示す。
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