論文の概要: Incoherent behavior of partially distinguishable photons

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.05047v1
• Date: Fri, 07 Feb 2025 16:10:35 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-10 14:56:12.597244
• Title: Incoherent behavior of partially distinguishable photons
• Title（参考訳）: 部分識別可能な光子の非コヒーレントな挙動
• Authors: Emilio Annoni, Stephen C. Wein,
• Abstract要約: 光子識別性は、光計測実験における量子干渉の質を評価するための基本的な指標となる。 我々は,多光子干渉のための基本非依存のフレームワークを開発し,識別可能性が誤りとして現れる必要十分条件を導出する。 分割状態上の結果として生じる確率分布は、システムの非一貫性の識別可能性スペクトルを定義する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: Photon distinguishability serves as a fundamental metric for assessing the quality of quantum interference in photocounting experiments. In the context of Boson Sampling, it plays a crucial role in determining classical simulability and the potential for quantum advantage. We develop a basis-independent framework for multi-photon interference, deriving a necessary and sufficient condition under which distinguishability manifests as stochastic errors. Additionally, we introduce an experimentally relevant operation, analogous to Pauli twirling, that enforces this condition. When satisfied, the condition allows any multi-photon state to be uniquely decomposed into a classical mixture of partition states -- discrete configurations representing different patterns of photon distinguishability. The resulting probability distribution over partition states defines the system's incoherent distinguishability spectrum, directly linking it to the complexity of classical simulation. This framework clarifies key challenges in defining genuine multi-photon indistinguishability, links previous perspectives on partial distinguishability, and provides a rigorous foundation for error mitigation and robust photonic operations.
• Abstract（参考訳）: 光子識別性は、光計測実験における量子干渉の質を評価するための基本的な指標となる。 ボソンサンプリング(英語版)の文脈では、古典的シミュラビリティと量子優位性のポテンシャルを決定する上で重要な役割を果たす。 我々は,確率的誤差として識別可能性を示す必要十分条件を導出した,多光子干渉のための基盤非依存フレームワークを開発する。 さらに,パウリ・ツイリングに類似した実験的な操作を導入し,この条件を施行した。 条件が満たされると、任意の多光子状態が古典的な分割状態の混合(光子区別可能性の異なるパターンを表す離散的な構成)に一意に分解される。 分割状態上の確率分布は、システムの不整合性スペクトルを定義し、それを古典的なシミュレーションの複雑さに直接リンクする。 このフレームワークは、真の多重光子区別不可能性を定義する上で重要な課題を明らかにし、部分的識別可能性に関する以前の見解をリンクし、エラー軽減とロバストなフォトニクス操作のための厳密な基礎を提供する。

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