論文の概要: From Discrete to Continuous-Variable Systems via Jordan-Schwinger Tomographic Transformation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.21476v1
• Date: Fri, 24 Oct 2025 13:58:58 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-28 09:00:15.497509
• Title: From Discrete to Continuous-Variable Systems via Jordan-Schwinger Tomographic Transformation
• Title（参考訳）: Jordan-Schwinger トモグラフィ変換による離散系から連続変数系へ
• Authors: Vladimir A. Orlov, Liubov A. Markovich, Alexey N. Rubtsov, Vladimir I. Man'ko,
• Abstract要約: 離散可変(DV)と連続可変(CV)アーキテクチャを組み合わせたハイブリッド量子システムは、量子情報科学において有望な方向性を示している。 我々は,量子状態のトモグラフィ的確率表現を用いて,DVとCVシステム間のブリッジを構築する。 提案されたフォーマリズムは、異なるハードウェアプラットフォーム間で量子情報を比較および転送するための統一されたフレームワークを可能にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Hybrid quantum systems that combine discrete-variable (DV) and continuous-variable (CV) architectures represent a promising direction in quantum information science. However, transferring concepts and methods between such fundamentally different platforms entails both practical and theoretical challenges. The formalisms of these two "universes" differ significantly, and many notions, although sharing the same names, possess distinct properties and physical interpretations. In this work, we construct a bridge between DV and CV systems by means of the tomographic probability representation of quantum states complemented by the Jordan-Schwinger map. We connect observable random variables such as spin projections, photon numbers, or quadratures arising in DV and CV architectures through their probabilistic representations, namely spin, photon-number, and symplectic tomograms, as well as the Wigner function. This makes it possible to directly obtain the tomogram in one architecture from measurement data in another, thereby reconstructing the corresponding state across representations realizing similar statistics. The proposed formalism enables a unified framework for comparing and transferring quantum information across different hardware platforms. This facilitates the design of hybrid protocols where, for example, spin-based quantum memories interface with photonic communication channels or CV bosonic codes. It also provides a practical tool for benchmarking quantum devices, validating algorithms across heterogeneous architectures, and exploring error correction schemes that rely on mappings between finite- and infinite-dimensional systems.
• Abstract（参考訳）: 離散可変(DV)と連続可変(CV)アーキテクチャを組み合わせたハイブリッド量子システムは、量子情報科学において有望な方向性を示している。 しかし、そのような基本的に異なるプラットフォーム間の概念や方法の移動は、実用的および理論的課題の両方を伴う。 これら2つの「ユニバース」の形式主義は著しく異なり、多くの概念が同じ名前を共有しているが、異なる性質と物理的解釈を持っている。 本研究では,ジョルダン・シュウィンガー写像で補完される量子状態のトモグラフィ的確率表現を用いて,DVとCVシステム間のブリッジを構築する。 我々は、スピン射影、光子数、DVおよびCVアーキテクチャで生じる二次変数などの観測可能な確率変数を、スピン、光子数、シンプレクティックトモグラム、およびウィグナー関数を通じて結合する。 これにより、別の測定データから1つのアーキテクチャのトモグラムを直接取得し、同様の統計量を実現する表現間で対応する状態を再構築することができる。 提案されたフォーマリズムは、異なるハードウェアプラットフォーム間で量子情報を比較および転送するための統一されたフレームワークを可能にする。 これにより、例えば、フォトニック通信チャネルやCVボソニック符号を用いたスピンベースの量子メモリインタフェースなどのハイブリッドプロトコルの設計が容易になる。 また、量子デバイスをベンチマークし、不均一なアーキテクチャにまたがるアルゴリズムを検証するための実用的なツールを提供し、有限次元と無限次元のシステム間のマッピングに依存する誤り訂正スキームを探索する。

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