論文の概要: Complete Measurement of Two-Photon Density Matrix by Single-Photon Detection
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.07999v1
- Date: Tue, 11 Mar 2025 03:00:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-12 15:42:17.907332
- Title: Complete Measurement of Two-Photon Density Matrix by Single-Photon Detection
- Title（参考訳）: 単光子検出による2光子密度行列の完全測定
- Authors: Salini Rajeev, Mayukh Lahiri,
- Abstract要約: 本稿では、両方の光子を検出する必要性を回避する量子状態トモグラフィーへのアプローチを提案する。
量子状態測定の実践的な課題は、有効な単一光子検出器が広いスペクトル範囲で容易にアクセスできないという事実から生じる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: The reconstruction of density matrices from measurement data (quantum state tomography) is the most comprehensive method for assessing the accuracy and performance of quantum devices. Existing methods to reconstruct two-photon density matrices require the detection of both photons unless a priori information is available. Based on the concept of quantum-induced coherence by path identity, we present an approach to quantum state tomography that circumvents the requirement of detecting both photons. We show that an arbitrary two-qubit density matrix, which can contain up to fifteen free parameters, can be fully reconstructed from single-photon measurement data without any postselection and a priori information. In addition to advancing an alternative approach to quantum state measurement problems, our results also have notable practical implications. A practical challenge in quantum state measurement arises from the fact that effective single-photon detectors are not readily accessible for a wide spectral range. Our method, which eliminates the need for coincidence measurements, enables quantum state tomography in the case where one of the two photons is challenging or impossible to detect. It therefore opens the door to measuring quantum states hitherto inaccessible.
- Abstract（参考訳）: 測定データ(量子状態トモグラフィ)から密度行列を再構成することは、量子デバイスの精度と性能を評価する最も包括的な方法である。
2光子密度行列を再構成する既存の方法は、事前情報が得られない限り、両方の光子を検出する必要がある。
経路同定による量子誘起コヒーレンスの概念に基づいて、両方の光子を検出する必要性を回避する量子状態トモグラフィーへのアプローチを提案する。
本研究では,最大15個の自由パラメータを含む任意の2量子密度行列を,ポストセレクションや事前情報のない単光子計測データから完全に再構成可能であることを示す。
量子状態測定問題に対する代替アプローチの進展に加えて,本研究の成果にも顕著な意義がある。
量子状態測定の実践的な課題は、有効な単一光子検出器が広いスペクトル範囲で容易にアクセスできないという事実から生じる。
本手法は,2つの光子のうちの1つが困難な場合や検出が困難である場合の量子状態トモグラフィーを可能にする。
したがって、量子状態のヒッヘルトが到達不能な状態を測定するための扉を開く。
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