論文の概要: Deterministic Single-Photon Adder and Subtractor
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.11376v1
- Date: Mon, 17 Feb 2025 02:45:22 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-18 14:09:01.148371
- Title: Deterministic Single-Photon Adder and Subtractor
- Title（参考訳）: 決定論的単光子加算器と置換器
- Authors: Si-Qi Jiang, Hai-Jun Xing, Li-Ping Yang,
- Abstract要約: 単一光子の加算と減算は量子情報処理の基本的な操作である。
伝統的に、単光子加算器(SPA)と単光子減算器(SPS)の挙動は、それぞれ生成演算子と消滅演算子を用いて理論的に記述されている。
我々はKraus演算子に基づく理論フレームワークを開発し、コヒーレントかつ非コヒーレントなSPAとSPSの両方に適用する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.6658912537684454
- License:
- Abstract: Single-photon addition and subtraction are fundamental operations in quantum information processing. Traditionally, the behavior of a single-photon adder (SPA) and single-photon subtractor (SPS) has been theoretically described using creation and annihilation operators, respectively. However, we demonstrate that this ladder-operator-based description contains significant theoretical flaws. To address these issues, we develop a theoretical framework based on Kraus operators, applicable to both coherent and incoherent SPAs and SPSs. Furthermore, we propose a method for realizing deterministic SPAs and SPSs of a cavity mode using three-level atoms. We analyze the effects of these operations on various quantum states. Additionally, we demonstrate that the use of a control pulse could enhance the performance of SPAs and SPSs, effectively preserving the quantum coherence of the resulting photon state.
- Abstract（参考訳）: 単一光子の加算と減算は量子情報処理の基本的な操作である。
伝統的に、単光子加算器(SPA)と単光子減算器(SPS)の挙動は、それぞれ生成演算子と消滅演算子を用いて理論的に記述されている。
しかし、このラダー演算子に基づく記述には、重大な理論的欠陥が含まれていることを実証する。
これらの問題に対処するため、我々はKraus演算子に基づく理論フレームワークを開発し、コヒーレントかつ非コヒーレントなSPAとSPSの両方に適用する。
さらに,3レベル原子を用いたキャビティモードにおける決定論的SPAとSPSを実現する手法を提案する。
我々はこれらの操作が様々な量子状態に与える影響を分析する。
さらに、制御パルスを用いることで、SPAとSPSの性能が向上し、結果として生じる光子状態の量子コヒーレンスを効果的に保存できることを示した。
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