論文の概要: Self-adjoint realizations of higher-order squeezing operators
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.09044v2
- Date: Wed, 13 Aug 2025 11:53:55 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-14 14:06:00.580849
- Title: Self-adjoint realizations of higher-order squeezing operators
- Title(参考訳): 高次スキーズ作用素の自己随伴実現
- Authors: Felix Fischer, Daniel Burgarth, Davide Lonigro,
- Abstract要約: 高次のスクイージングは、分散を超えた場のモーメントを探索することによって、量子光の非ガウス的特徴を捉えている。
我々は、高次量子ゆらぎの解析において自然に生じる$xi (adag)kal+xiast (adag)lak+f(adag a)$という形の作用素のクラスを研究する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.4260624980098286
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Higher-order squeezing captures non-Gaussian features of quantum light by probing moments of the field beyond the variance, and is associated with operators involving nonlinear combinations of creation and annihilation operators. Here we study a class of operators of the form $\xi (a^\dag)^ka^l+\xi^\ast (a^\dag)^la^k+f(a^\dag a)$, which arise naturally in the analysis of higher-order quantum fluctuations. The operators are defined on the linear span of Fock states. We show that the essential self-adjointness of these operators depends on the asymptotics of the real-valued function $f(n)$ at infinity. In particular, pure higher-order squeezing operators ($k\geq3$, $l=0$, and $f(n)=0$) are not essentially self-adjoint, but adding a properly chosen term $f(a^\dag a)$, like a Kerr term, can have a regularizing effect and restore essential self-adjointness. In the non-self-adjoint regime, we compute the deficiency indices and classify all self-adjoint extensions. Our results provide a rigorous operator-theoretic foundation for modeling and interpreting higher-order squeezing in quantum optics, and reveal interesting connections with the Birkhoff-Trjitzinsky theory of asymptotic expansions for recurrence relations.
- Abstract(参考訳): 高次のスクイージングは、分散を超えた場のモーメントを探索することで、量子光の非ガウス的特徴を捉え、生成作用素と消滅作用素の非線形結合を含む作用素と関連付ける。
ここでは、高次量子ゆらぎの解析において自然に生じる、$\xi (a^\dag)^ka^l+\xi^\ast (a^\dag)^la^k+f(a^\dag a)$という形の作用素のクラスを研究する。
作用素はフォック状態の線型スパン上で定義される。
これらの作用素の本質的な自己随伴性は、無限大における実数値函数 $f(n)$ の漸近に依存することを示す。
特に、純粋な高次スキーズ作用素(k\geq3$, $l=0$, $f(n)=0$)は本質的に自己随伴ではなく、適切に選択された$f(a^\dag a)$をカー項と同様に、正規化効果を持ち、本質的な自己随伴性を取り戻すことができる。
非自己随伴系では、不足指標を計算し、全ての自己随伴拡張を分類する。
この結果は、量子光学における高次スクイーズをモデル化し解釈するための厳密な作用素理論の基礎を提供し、繰り返し関係の漸近展開に関するバーホフ・トリツィンスキー理論と興味深い関係を明らかにする。
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