論文の概要: Gaussian states in quantum field theory: Exact representations of relative phase in superpositions of Gaussian states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.11799v1
• Date: Wed, 16 Apr 2025 06:13:36 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-17 14:38:19.144750
• Title: Gaussian states in quantum field theory: Exact representations of relative phase in superpositions of Gaussian states
• Title（参考訳）: 量子場論におけるガウス状態:ガウス状態の重ね合わせにおける相対位相の具体的な表現
• Authors: Nicholas Funai,
• Abstract要約: 近年のqubit-CVハイブリッドモデルへの関心は、私たちの知識の単純かつ重要なギャップを明らかにしている。 フォック基底において二次ガウス状態をどのように忠実に表現するかを示す。 次に、この手法を用いて2次検出器を用いた単純な量子場理論通信プロトコルをモデル化する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Gaussian quantum mechanics is a powerful tool regularly used in quantum optics to model linear and quadratic Hamiltonians efficiently. Recent interest in qubit-CV hybrid models has revealed a simple, yet important gap in our knowledge, namely, how to fully manipulate superpositions of Gaussian states. In this paper, we show how to faithfully represent a quadratic Gaussian state in the Fock basis. Specifically, we evaluate the phase necessary to equate the unitary representation of a zero-mean Gaussian state with its Fock representation. This allows for the coherent manipulation of superpositions of Gaussian states, especially the evaluation of expectation values from these superposed states. We then use this method to model a simple quantum field theory communication protocol using quadratic detectors in a regime that has previously been impossible to solve. The result presented in this paper is expected to become increasingly relevant with hybrid-CV systems, especially in the strong-coupling regime.
• Abstract（参考訳）: ガウス量子力学は、線形および二次ハミルトニアンを効率的にモデル化するために、量子光学において定期的に使用される強力なツールである。 最近のqubit-CVハイブリッドモデルへの関心は、我々の知識、すなわちガウス状態の重ね合わせを完全に操作する方法において、単純だが重要なギャップを明らかにしている。 本稿では、フォック基底において二次ガウス状態をどのように忠実に表現するかを示す。 具体的には、ゼロ平均ガウス状態のユニタリ表現とそのフォック表現を等式化するために必要な位相を評価する。 これにより、ガウス状態の重畳のコヒーレントな操作、特にこれらの重畳状態からの期待値の評価が可能になる。 この手法を用いて、2次検出器を用いた単純な量子場理論通信プロトコルをモデル化する。 本報告では, ハイブリッドCVシステム, 特に強結合系において, 今後ますます関連性が高まっていくことが期待されている。

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