論文の概要: Displaced Janus States: Tunable Non-Gaussianity and Exact Higher-Order Coherences for Quantum Advantage
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.09234v1
- Date: Tue, 12 Aug 2025 11:03:37 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-14 20:42:00.643433
- Title: Displaced Janus States: Tunable Non-Gaussianity and Exact Higher-Order Coherences for Quantum Advantage
- Title（参考訳）: 散逸したジャヌス状態:量子アドバンテージのための可変非ガウス性と厳密な高次コヒーレンス
- Authors: Arash Azizi,
- Abstract要約: 非ガウス状態は、連続可変(CV)情報処理において量子優位を達成するために不可欠である。
2つの圧縮されたコヒーレント状態のコヒーレント重ね合わせとして、変位したJanus状態の正確な解を導入し、提供する。
これにより、状態のチューニング不可能な非ガウス性を完全に評価することができ、量子干渉がその成分の極端光子束を強力な反バンチまたは完全多光子抑制に変換する方法を明らかにすることができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Non-Gaussian states are essential for achieving a quantum advantage in continuous-variable (CV) information processing. Among these, superpositions of squeezed states offer a rich phenomenology, yet a complete analytical understanding of their higher-order quantum statistics-such as the transition from extreme bunching ($g^{(k)} \to \infty$) to suppression ($g^{(k>2)} \to 0$)-has remained elusive. In this work, we introduce and provide an exact solution for the displaced Janus state-a coherent superposition of two squeezed coherent states. We develop a powerful analytical framework built upon a new family of Generalized Squeezing Polynomials that yields closed-form expressions for its arbitrary-order coherence functions, Wigner function, and quantum Fisher information. This enables a full characterization of the state's tunable non-Gaussianity, revealing how quantum interference can transform the extreme photon bunching of its components into strong antibunching or perfect multiphoton suppression. We identify parameter regimes that generate Wigner negativity and can be harnessed for achieving Heisenberg-limited metrological precision. Our work provides a foundational toolkit for engineering non-Gaussian states, establishing the displaced Janus state as a key resource for hybrid quantum protocols and fault-tolerant CV computation.
- Abstract（参考訳）: 非ガウス状態は、連続可変(CV)情報処理において量子優位を達成するために不可欠である。
これらのうち、圧縮された状態の重ね合わせは豊富な現象論を提供するが、その高次の量子統計の完全な解析的理解は、極端に束縛された(g^{(k)} \to \infty$) から、(g^{(k>2) \to 0$)-has への遷移のようなものである。
本研究では,2つの圧縮されたコヒーレント状態のコヒーレント重ね合わせを置換したヤヌス状態に対する正確な解を導入し,提示する。
我々は、任意の順序コヒーレンス関数、ウィグナー関数、および量子フィッシャー情報に対して閉形式式を生成する一般化スキーズング多項式の新しい族に基づく強力な解析フレームワークを開発する。
これにより、状態のチューニング不可能な非ガウス性を完全に評価することができ、量子干渉がその成分の極端光子束を強力な反バンチまたは完全多光子抑制に変換する方法を明らかにすることができる。
We identified parameter regimes that generate Wigner negativity and can utilizeed to achieved Heisenberg-limited merological precision。
我々の研究は、非ガウス状態のエンジニアリングのための基礎ツールキットを提供し、ハイブリッド量子プロトコルとフォールトトレラントCV計算の鍵となるリソースとして、置き換えられたヤヌス状態を確立する。
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