論文の概要: Quantum non-Gaussian high Fock states of light pulses and their superpositions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.04891v1
• Date: Fri, 05 Sep 2025 08:12:59 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-08 14:27:25.52043
• Title: Quantum non-Gaussian high Fock states of light pulses and their superpositions
• Title（参考訳）: 光パルスの量子非ガウス高フォック状態とその重畳
• Authors: G. P. Teja, Chandan Kumar, Lukáš Lachman, Radim Filip,
• Abstract要約: 高Q空洞における原子-光相互作用は、光パルスの隠蔽フォック状態の代替となると考えられている。 我々は、量子非ガウス基準の階層を用いて、最大10個のフォック状態のフィルタリングを20%の高い成功率で予測する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.8658950575338085
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The generation of high Fock states of light pulses and their superpositions with provable quantum non-Gaussian features is still very challenging, although the power of conditional methods to herald the approximate state from the available Gaussian states is growing. The atom-light interaction in the high-Q cavity has been considered a viable alternative to the heralded Fock states of the light pulses from nonlinear optics limited to three-photon Fock states for the last decade. Here, by optimizing the realistic protocol combining it with available optical delay elements we conclusively predict filtering of Fock states up to ten photons with a high success rate of $20\%$ using a hierarchy of quantum non-Gaussian criteria. Moreover, the filtering protocol enables the preparation of superposition of Fock states and we analyse this emerging case up to two photons with with provable quantum non-Gaussian coherence and high success rate $50\%$. To demonstrate their quality for applications, we evaluate the robustness of such features, the bunching capability in a linear network, and the sensing capability to estimate the magnitude of unknown force, noise and phase, These assessments outline the essential conditions and application criteria for realistic optical cavity QED interaction on light pulses to outperform photon detection methods.
• Abstract（参考訳）: 光パルスの高フォック状態の生成と証明可能な量子非ガウス的特徴を持つそれらの重ね合わせは依然として非常に難しいが、ガウス状態から近似状態を記述する条件的手法の力は増大している。 高Q空洞における原子-光相互作用は、過去10年間に3光子フォック状態に制限された非線形光学系からの光パルスの隠蔽フォック状態の代替となると考えられている。 ここでは、利用可能な光遅延要素と組み合わせた現実的なプロトコルを最適化することにより、量子非ガウスの基準の階層を用いて、最大10個の光子のフィルタリングを20〜%の高い成功率で決定的に予測する。 さらに、このフィルタリングプロトコルはフォック状態の重ね合わせを可能とし、証明可能な量子非ガウスコヒーレンスと高い成功率50\%$の2つの光子まで解析する。 本評価では,光パルスにおける実測光共振器QED相互作用の本質的条件と応用基準を概説し,光子検出法より優れていることを示す。

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