論文の概要: Generating Fock state exceeding 10000 excitations with near unit fidelity by adaptive generalized-parity measurement
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.01341v1
- Date: Sun, 31 May 2026 16:47:50 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-02 21:34:29.59686
- Title: Generating Fock state exceeding 10000 excitations with near unit fidelity by adaptive generalized-parity measurement
- Title（参考訳）: 適応一般化パリティ測定による近接単位忠実度10000以上のフォック状態の生成
- Authors: Chen-yi Zhang, Jun Jing,
- Abstract要約: 10000ドル以上の励起を持つマクロフォック状態を生成するための適応型一般化パリティ測定プロトコルを提案する。
我々のプロトコルは、大規模なコヒーレントな状態から、光子数の大きなフォック状態に、最大$n_t=mathcalO(104)$を10ドルの範囲で変換することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.8668875019366395
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Macroscopic Fock states provide valuable resources for quantum information processing and quantum metrology. We here propose an adaptive generalized-parity-measurement protocol to create macroscopic Fock states with more than $10000$ excitations. For a general system with a discrete spectrum, e.g., a bosonic mode, that is coupled to an ancillary qubit, we derive a construction rule of either a diagonal generalized parity measurement (GPM) or a displaced GPM with intervals adaptive to the last outcome of repeated measurements on the qubit. Different from the probabilistic protocols based on postselection, in which only a single prescribed sequence of free-evolution-measurement is survived, our protocol retains every measurement trajectory by converting the outcome randomness of the ancillary-qubit measurement to the adaptive update of GPM. Using the resonant Jaynes-Cummings (JC) model, our protocol can transform a large coherent state to a large Fock state of photon numbers up to $n_t=\mathcal{O}(10^4)$ within $10$ rounds of measurements, where the averaged fidelity reaches about $80\%$. The probability for obtaining such a large Fock state with a fidelity above $99\%$ remains about $35\%$ with respect to the ensemble sampling. Our protocol also applies to displaced thermal states, indicating its robustness against a moderate thermal mixture.
- Abstract（参考訳）: マクロフォック状態は、量子情報処理と量子気象学に貴重な資源を提供する。
本稿では,10000ドル以上の励起を持つマクロフォック状態を生成するための適応型一般化パリティ測定プロトコルを提案する。
対角一般化パリティ測定(GPM)または変位したGPMの構成規則を導出し, 量子ビット上での繰り返し測定の最終結果に適応させる。
提案プロトコルは,選択後の確率的プロトコルとは違って,アシラリー量子ビット測定の結果のランダム性をGPMの適応的更新に変換することにより,任意の測定軌道を維持できる。
共振器Jaynes-Cummings (JC) モデルを用いて、このプロトコルは、最大$n_t=\mathcal{O}(10^4)$まで大きなコヒーレント状態をフォトン数のフォック状態に変換することができる。
このような大きなフォック状態を得る確率は、アンサンブルサンプリングに関して、99 %$を超える忠実度で35 %$である。
また, このプロトコルは熱状態の置換にも適用され, 適度な熱混合に対する堅牢性を示す。
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