論文の概要: A Quantum Non-Gaussianity Criterion Based on Photon Correlations $g^{(2)}$ and $g^{(3)}$

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.08488v1
• Date: Wed, 12 Nov 2025 02:01:18 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-12 20:17:03.836044
• Title: A Quantum Non-Gaussianity Criterion Based on Photon Correlations $g^{(2)}$ and $g^{(3)}$
• Title（参考訳）: 光子相関による量子非ガウス性基準$g^{(2)}$と$g^{(3)}$
• Authors: Christoph Hotter, Clara Henke, Cornelis Jacobus van Diepen, Peter Lodahl, Anders Søndberg Sørensen,
• Abstract要約: ガウス状態の混合として書けない量子非ガウス状態は、連続変数系において量子上の優位性を達成するために必要である。 2階相関関数と3階相関関数に基づく量子非ガウス状態に対する減衰耐性十分基準を導入する。 量子ドット単一光子源が生成する状態の非ガウス性について実験的に示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum non-Gaussian states, which cannot be written as mixtures of Gaussian states, are necessary to achieve a quantum advantage in continuous variable systems. They represent an important benchmark for the realization of an advanced quantum light source, as they cannot be made by simple means such as displacement and squeezing. We introduce an attenuation-resistant sufficient criterion for quantum non-Gaussian states based on the second- and third-order correlation functions, $g^{(2)}$ and $g^{(3)}$. The general non-linear bound for classical mixtures of Gaussian states is $\sqrt{g^{(3)}} + 3 \sqrt{g^{(2)}} \geq 2$. Any mixture of Gaussian states must fulfill this inequality, thus, the violation of it represents a direct confirmation of quantum non-Gaussianity. We experimentally show the non-Gaussianity of the state produced by a quantum dot single-photon source, where we obtain $\sqrt{g^{(3)}} + 3 \sqrt{g^{(2)}} = 0.174 (13)$, which represents a statistical significance of more than $100$ standard deviations.
• Abstract（参考訳）: ガウス状態の混合として書けない量子非ガウス状態は、連続変数系において量子上の優位性を達成するために必要である。 これらは高度な量子光源の実現のための重要なベンチマークであり、変位やスクイーズのような単純な手段では実現できない。 2階および3階相関関数、$g^{(2)}$および$g^{(3)}$に基づく量子非ガウス状態に対する減衰耐性十分基準を導入する。 ガウス状態の古典的混合に対する一般の非線形境界は$\sqrt{g^{(3)}} + 3 \sqrt{g^{(2)}} \geq 2$である。 ガウス状態の混合はこの不等式を満たさなければならないので、その違反は量子非ガウス性を直接確認することを意味する。 量子ドット単光子源によって生成される状態の非ガウス性について実験的に示し、$\sqrt{g^{(3)}} + 3 \sqrt{g^{(2)}} = 0.174 (13)$を得る。

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