論文の概要: Foundations of Quantum Optics for Quantum Information: Crash Course on Nonclassical States and Quantum Correlations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.20619v1
• Date: Wed, 28 Jan 2026 13:51:58 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-29 15:46:06.958964
• Title: Foundations of Quantum Optics for Quantum Information: Crash Course on Nonclassical States and Quantum Correlations
• Title（参考訳）: 量子情報のための量子光学の基礎:非古典的状態と量子相関に関するクラッシュコース
• Authors: Jhoan Eusse, Esteban Vasquez, Tom Rivlin, Elizabeth Agudelo,
• Abstract要約: ノートは量子光学の基礎にアクセス可能で厳密な導入を提供する。 熱、コヒーレント、圧縮といった主要な国家の家系が導入された。 凸性、古典性、準確率表現の概念が提示される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Nonclassical states of light and their correlations lie at the heart of quantum optics, serving as fundamental resources that underpin both the exploration of quantum phenomena and the realisation of quantum information protocols. These lecture notes provide an accessible yet rigorous introduction to the foundations of quantum optics, emphasising their relevance to quantum information science and technology. Starting from the quantisation of the electromagnetic field and the bosonic formalism of Fock space, the notes develop a unified framework for describing and analysing quantum states of light. Key families of states -- thermal, coherent, and squeezed -- are introduced as paradigmatic examples illustrating the transition from classical to nonclassical behaviour. The concepts of convexity, classicality, and quasiprobability representations are presented as complementary tools for characterising quantumness and defining operational notions such as P-nonclassicality. The discussion extends naturally to Gaussian states, composite systems, and continuous-variable entanglement, highlighting how nonclassicality serves as a resource for generating and quantifying quantum correlations. Theoretical developments are complemented by computational and experimental perspectives, including simulations of optical states using the Python library Strawberry Fields and data analysis from simulated data. Together, these notes aim to bridge the foundational concepts of quantum optics and modern quantum information, offering both conceptual insight and practical tools for students and researchers entering the field.
• Abstract（参考訳）: 光の非古典的な状態とその相関は量子光学の中心にあり、量子現象の探索と量子情報プロトコルの実現の両方を支える基本的な資源として機能する。 これらの講義ノートは量子光学の基礎をアクセス可能で厳格に紹介し、量子情報科学と技術との関係を強調している。 電磁場の量子化とフォック空間のボソニック形式から始まり、光の量子状態を記述するための統一的な枠組みを開発した。 熱、コヒーレント、および圧縮された状態のキーファミリーは、古典的な行動から非古典的な行動への転換を示すパラダイム的な例として紹介される。 凸性、古典性、準確率表現の概念は、量子性を特徴づけ、P-非古典性のような操作的概念を定義するための補完的なツールとして提示される。 この議論は自然にガウス状態、複合系、連続変数の絡み合いにまで広がり、非古典性が量子相関の生成と量子化の資源としてどのように役立つかを強調した。 理論的発展は、PythonライブラリStrawberry Fieldsを用いた光学状態のシミュレーションや、シミュレーションデータからのデータ解析など、計算的および実験的視点によって補完される。 これらのノートは共に、量子光学と現代の量子情報の基本概念を橋渡しし、概念的な洞察と実践的なツールを学生や研究者がこの分野に入るために提供することを目的としている。

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