論文の概要: Tomogram-based quantifiers of nonclassicality dynamics in Kerr and cubic media
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.03746v1
- Date: Mon, 04 May 2026 14:48:02 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-06 19:35:43.950489
- Title: Tomogram-based quantifiers of nonclassicality dynamics in Kerr and cubic media
- Title（参考訳）: Kerrおよび立方体媒体における非古典性ダイナミクスのトモグラムに基づく定量化
- Authors: K. M. Athira, M. J. Neethu, M. Rohith,
- Abstract要約: 我々は、ケル系および立方次非線形系で進化するコヒーレント、光子付加コヒーレント、さらにはコヒーレント状態の研究を行う。
振幅減衰は真空に向かって急激な単調崩壊を引き起こすのに対し、位相減衰は部分再生特性を持続させる。
本研究は,非線形光学媒体における非古典的ダイナミクスを追跡するための,強力でリアルタイムかつ実験可能なツールとして,ホモダイン系量子化器を構築した。
- 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 reliable quantification of nonclassicality in quantum states under realistic decoherence remains a central challenge in advancing quantum technologies. Conventional quantifiers such as Wigner negativity, Mandel's $Q$-parameter, nonclassical depth, etc., are often experimentally intractable, non-unique, or insensitive to key quantum signatures. We demonstrate that tomogram-based measures, the homodyne nonclassical area and sum tomographic entropy, offer a robust, experimentally accessible alternative for quantifying nonclassicality dynamics, as they can be directly obtained from optical tomograms via balanced homodyne detection, avoiding density matrix reconstruction and ensuring feasibility. We study coherent, photon-added coherent, and even coherent states evolving in Kerr and cubic nonlinear systems, with environmental effects modelled using the Lindblad master equation under amplitude and phase damping. The homodyne nonclassical area, which quantifies the excess quadrature variance beyond that of a coherent state, tracks both the onset and decay of nonclassicality, clearly identifying fractional revivals, wave packet splitting, and macroscopic superpositions. We find that amplitude damping drives a rapid monotonic decay toward the vacuum, while phase damping allows partial revival features to survive longer. Complementing this, the sum tomographic entropy derived from conjugate-quadrature tomograms captures higher-order fractional revivals and phase-space interference through persistent entropy minima under weak damping. Our results establish homodyne-based quantifiers as powerful, real-time, and experimentally viable tools for tracking nonclassical dynamics in nonlinear optical media, offering a compelling alternative to conventional, experimentally challenging measures.
- Abstract（参考訳）: 現実的なデコヒーレンスの下での量子状態における非古典性の信頼性の定量化は、量子技術の進歩における中心的な課題である。
Wigner Negativity, Mandel's $Q$-parameter, nonclassical depthなどのような従来の量子化器は、しばしば実験的に抽出可能、不均一、またはキー量子シグネチャに敏感である。
トモグラムに基づく測度, ホモダイン非古典領域, サムトモグラフィエントロピーは, 平衡ホモダイン検出により光学トモグラムから直接得ることができ, 密度行列の再構成を回避し, 実現可能性を確保することができるため, 非古典性力学を定量化するための頑健で実験的に利用できる代替手段であることを示した。
我々は、Kerrおよび立方次非線形系で進化するコヒーレント、光子付加コヒーレント、さらにはコヒーレント状態の研究を行い、振幅および位相減衰下でのリンドブラッドマスター方程式を用いて環境効果をモデル化した。
ホモダイン非古典領域は、コヒーレント状態を超えて過剰な二次分散を定量化し、非古典性の開始と崩壊の両方を追跡し、分数的回復、波のパケット分割、マクロな重ね合わせを明確に特定する。
振幅減衰は真空に向かって急激な単調崩壊を引き起こすのに対し、位相減衰は部分再生特性を持続させる。
補足すると、共役四分法トモグラフィーから得られる合計トモグラフィーエントロピーは、弱減衰下での持続エントロピーミニマを通して高次分数再生と位相空間干渉を捉える。
本研究は,非線形光学媒体における非古典的ダイナミクスを追跡するための,強力でリアルタイムかつ実験的に実現可能なツールとしてホモダイン系量子化器を確立し,従来の実験的手法に代わる魅力的な代替手段を提供する。
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