論文の概要: Non-Gaussianity from superselection rules
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.20810v1
- Date: Sat, 21 Mar 2026 13:14:34 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-24 19:11:39.096667
- Title: Non-Gaussianity from superselection rules
- Title（参考訳）: 超選択規則からの非ガウス性
- Authors: Nicolas Moulonguet, Eloi Descamps, José Lorgeré, Astghik Saharyan, Arne Keller, Pérola Milman,
- Abstract要約: 非ガウス性の物理的解釈を提供し、それを計算的視点に接続する。
恒星のランクはコヒーレントな状態の選択に依存するため、計算資源と潜在的な量子優位性との関係は本質的に基底に依存している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The quantum theory of the electromagnetic field enables the description of multiphoton states exhibiting nonclassical statistical properties, often reflected in non-Gaussian phase-space distributions. While non-Gaussianity alone does not fully characterize quantum states, several classifications have been proposed to hierarchize non-Gaussian states according to physically or informationally relevant resources. Here, we provide a physical interpretation of non-Gaussianity and connect it to a computational perspective by showing how a prominent classification-the stellar rank-emerges as a limiting case of the roots of polynomials that univocally represent bosonic states defined with a quantized phase reference, namely the Majorana polynomials. A direct consequence of our results is a revised interpretation of both the stellar rank and non-Gaussianity itself: when superselection rules are properly taken into account, quadrature non-Gaussianity - and nonzero stellar rank - act as witnesses of particle entanglement, rather than being linked with photon addition to Gaussian states as previously assumed. In addition, we show that because the stellar rank depends on a specific choice of coherent states, its relation to computational resources and potential quantum advantage is inherently basis-dependent, being naturally tied to quadrature eigenstates as the computational basis. Motivated by this observation, we generalize the notion of stellar rank to arbitrary computational bases, thereby establishing it as a genuine witness of bosonic resources that may enable quantum advantage.
- Abstract（参考訳）: 電磁場の量子論は、非古典的な統計的性質を示す多光子状態の記述を可能にし、しばしば非ガウス位相空間分布に反映される。
非ガウス性だけでは量子状態を完全に特徴づけることはできないが、物理的または情報的関連資源に基づいて非ガウス状態を階層化するいくつかの分類が提案されている。
ここでは、非ガウス性の物理的解釈を提供し、それを計算的な視点に結び付けることにより、Majorana多項式と呼ばれる量子化された位相参照で定義されたボゾン状態を一元的に表す多項式の根の限定的な場合として、顕著な分類-星級数列がいかに制限されたかを示す。
スーパーセレクション規則が適切に考慮されたとき、二次的な非ガウス性(英語版)と非ゼロステア性(英語版)は、以前想定されていたようにガウス状態への光子付加と結びつくのではなく、粒子の絡み合いの証人として振舞う。
さらに、星位はコヒーレントな状態の特定の選択に依存するため、計算資源と潜在的な量子優位性との関係は本質的に基底に依存しており、計算基底として二次固有状態に自然に結びついていることが示される。
この観測により、恒星ランクの概念を任意の計算基底に一般化し、量子的優位性を実現するボソニック資源の真の証人として確立する。
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