論文の概要: Genuine Quantum non-Gaussianity and metrological sensitivity of Fock states prepared in a mechanical resonator

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.20971v1
• Date: Mon, 30 Dec 2024 14:19:22 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-31 16:05:42.286057
• Title: Genuine Quantum non-Gaussianity and metrological sensitivity of Fock states prepared in a mechanical resonator
• Title（参考訳）: メカニカル共振器で作製したフォック状態の非ガウス性および覚醒感度
• Authors: Q. Rumman Rahman, Igor Kladarić, Max-Emanuel Kern, Yiwen Chu, Radim Filip, Matteo Fadel,
• Abstract要約: 高オーバトンバルク波共振器(HBAR)における高フォック状態の生成 我々は,マルチフォノンコントリビューションを明らかにするために,真の量子非ガウス性(QNG)の基準を用いて,実験により実現された状態を特徴付ける。 本結果は,HBARデバイスを用いた量子センシングとシミュレーションに即時に適用できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: Fock states of the quantum harmonic oscillator are fundamental to quantum sensing and information processing, serving as key resources for exploiting bosonic degrees of freedom. Here, we prepare high Fock states in a high-overtone bulk acoustic wave resonator (HBAR) by coupling it to a superconducting qubit and applying microwave pulses designed using quantum optimal control. We characterize the experimentally realized states by employing a criterion for genuine quantum non-Gaussianity (QNG) designed to reveal multiphonon contributions. Although energy relaxation and decoherence limit the achievable fidelities, we demonstrate genuine QNG features compatible with Fock state $\vert 6\rangle$, confirming that the prepared states cannot be generated through Gaussian operations on states with up to Fock state $\vert 5\rangle$ contributions. We further investigate the robustness of these QNG features to losses and their utility in sensing displacement amplitudes. In particular, we introduce a hierarchy based on the quantum Fisher information and show that, despite decoherence and measurement imperfections, the prepared states achieve a displacement sensitivity surpassing that of an ideal Fock state $\vert 3\rangle$. Our results have immediate applications in quantum sensing and simulations with HBAR devices.
• Abstract（参考訳）: 量子調和振動子のフォック状態は、量子センシングと情報処理の基礎であり、ボゾン自由度を利用するための鍵となる資源である。 本稿では、超伝導量子ビットに結合し、量子最適制御を用いて設計したマイクロ波パルスを適用することで、高オーバートンバルク音響波共振器(HBAR)の高フォック状態を作成する。 我々は,マルチフォノンコントリビューションを明らかにするために,真の量子非ガウス性(QNG)の基準を用いて,実験により実現された状態を特徴付ける。 エネルギー緩和とデコヒーレンスは達成可能な忠実さを制限するが、Fock状態$\vert 6\rangle$と互換性のある真のQNG特徴を示し、Fock状態$\vert 5\rangle$までのコントリビューションを持つ状態のガウス演算によって、準備された状態が生成できないことを確認した。 さらに,これらのQNG特性の損失に対するロバスト性および変位振幅検出における有用性について検討した。 特に、量子フィッシャー情報に基づく階層を導入し、デコヒーレンスと測定の不完全性にもかかわらず、理想的なFock状態である$\vert 3\rangle$を超える変位感度が得られることを示す。 本結果は,HBARデバイスを用いた量子センシングとシミュレーションに即時に適用できる。

関連論文リスト

• Bosonic Entanglement and Quantum Sensing from Energy Transfer in two-tone Floquet Systems [1.2499537119440245]
  量子強度センサは、標準的な量子限界(回路)を超え、量子力学によって規定される基本的な精度限界に近づき、幅広い科学分野の応用を見つけつつある。 センサ回路における多くの粒子間の絡み合いと量子情報の保存について述べる。 マイクロ波系における超伝導絡み合ったセンサを提案し, 高精度測定における実用化の可能性を明らかにする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-10-15T00:48:01Z)
• Quantum Non-Gaussian States of Superfluid Helium Vibrations [0.0]
  光に結合したフォノン系の量子非ガウス状態は、シングルフォノン力学の研究に不可欠である。 低温振動する超ヘリウムの少数フォノン状態の量子非ガウス生成を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-06-14T10:59:10Z)
• Thermalization and Criticality on an Analog-Digital Quantum Simulator [133.58336306417294]
  本稿では,69個の超伝導量子ビットからなる量子シミュレータについて述べる。 古典的Kosterlitz-Thouless相転移のシグネチャと,Kibble-Zurekスケール予測からの強い偏差を観測する。 本システムは, 対角二量体状態でディジタル的に調製し, 熱化時のエネルギーと渦の輸送を画像化する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-27T17:40:39Z)
• Quantum error mitigation for Fourier moment computation [49.1574468325115]
  本稿では、超伝導量子ハードウェアにおける核効果場理論の文脈におけるフーリエモーメントの計算に焦点を当てる。 この研究は、制御反転ゲートを用いたアダマール試験にエコー検証と雑音再正規化を統合した。 ノイズモデルを用いて解析した結果,2桁のノイズ強度が顕著に低下することが判明した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-23T19:10:24Z)
• Quantum data learning for quantum simulations in high-energy physics [55.41644538483948]
  本研究では,高エネルギー物理における量子データ学習の実践的問題への適用性について検討する。 我々は、量子畳み込みニューラルネットワークに基づくアンサッツを用いて、基底状態の量子位相を認識できることを数値的に示す。 これらのベンチマークで示された非自明な学習特性の観察は、高エネルギー物理学における量子データ学習アーキテクチャのさらなる探求の動機となる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-06-29T18:00:01Z)
• Neural-network quantum states for ultra-cold Fermi gases [49.725105678823915]
  この研究は、メッセージパッシングアーキテクチャに基づいたバックフロー変換を含む、新しいPfaffian-Jastrowニューラルネットワーク量子状態を導入する。 逆スピン対分布関数による強いペアリング相関の出現を観察する。 この結果から, ニューラルネットワーク量子状態は, 超低温フェルミガスの研究に有望な戦略をもたらすことが示唆された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-15T17:46:09Z)
• Quantum process tomography of continuous-variable gates using coherent states [49.299443295581064]
  ボソニックモード超伝導回路におけるコヒーレント状態量子プロセストモグラフィ(csQPT)の使用を実証する。 符号化量子ビット上の変位とSNAP演算を用いて構築した論理量子ゲートを特徴付けることにより,本手法の結果を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-03-02T18:08:08Z)
• Quantum emulation of the transient dynamics in the multistate Landau-Zener model [50.591267188664666]
  本研究では,Landau-Zenerモデルにおける過渡ダイナミクスを,Landau-Zener速度の関数として検討する。 我々の実験は、工学的なボソニックモードスペクトルに結合した量子ビットを用いたより複雑なシミュレーションの道を開いた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-11-26T15:04:11Z)
• Quantum non-Gaussianity of multi-phonon states of a single atom [0.7381551917607596]
  我々は、個々のメカニカルフォック状態に対する量子非ガウス的基準の最も難しい階層を導出する。 我々は、機械的加熱下での量子非ガウス的特徴の深さを解析し、量子センシングへの応用を予測する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-11-19T09:58:22Z)
• Wave-function engineering via conditional quantum teleportation with non-Gaussian entanglement resource [0.0]
  量子状態の波動関数を調整するためのセットアップを提案し,解析する。 我々は、Schr"odinger cat状態、四成分猫状態、フォック状態の重ね合わせ、立方相状態などの様々な量子状態のクラスを生成することができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-02-04T01:31:11Z)
• On-demand generation of higher-order Fock states in quantum-dot--cavity systems [0.0]
  我々は,固体量子ドットキャビティシステムにおいて,高次フォック状態を生成するプロトコルを提案し,比較する。 このプロトコルでは、一連のレーザーパルスを使用して量子ドットの励起子と非共鳴パルスを励起し、ドットとキャビティの間の遅延を制御する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-06-25T16:26:57Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。