論文の概要: Local controllability of heralded quantum linear optics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.19470v1
- Date: Wed, 17 Jun 2026 18:04:29 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-19 18:23:39.47273
- Title: Local controllability of heralded quantum linear optics
- Title（参考訳）: ヘラルド量子線形光学系の局所制御性
- Authors: Tommaso Francalanci, Nicolò Spagnolo, Mario Sigalotti, Eliott Z. Mamon, Ulysse Chabaud, Fabio Sciarrino,
- Abstract要約: フォトニック線形光学ネットワークは、量子情報処理と量子状態工学のための汎用的なプラットフォームを提供する。
受動線形光学だけで生成できる状態の集合は、ボゾン対称性によって根本的に制限される。
ヘラルディングはこれらの制限を克服し、アクセス可能な状態の集合を効果的に拡大するために広く用いられている技法である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Photonic linear optical networks provide a versatile platform for quantum information processing and quantum state engineering. However, the set of states that can be generated using passive linear optics alone is fundamentally constrained by bosonic symmetries. Heralding, based on conditional measurements on auxiliary modes, is a widely used technique to overcome these limitations and effectively enlarge the set of accessible states. Despite the widespread use of heralding, it is often unclear how specific ancillary resources impact the overall reachability of the target space. In this work, we investigate the local controllability of photonic states in linear optical networks by analyzing the rank of the Jacobian of the output state with respect to the underlying unitary circuit, which provides a quantitative measure of the dimension of the accessible tangent space at a given configuration. Our analysis ranges from passive linear optics to heralded linear optics, where auxiliary resources and conditional measurements are included. Within this framework, we quantify how different resources enlarge the locally accessible state space beyond that of passive linear optics and determine the resources required for the Jacobian rank to reach its maximal value, thereby achieving full local controllability. As maximal local rank is a necessary condition for global reachability, our framework offers a systematic tool to assess and compare the accessible state space of measurement-based photonic architectures, and to establish practical criteria for the resources needed in high-dimensional quantum state engineering.
- Abstract（参考訳）: フォトニック線形光学ネットワークは、量子情報処理と量子状態工学のための汎用的なプラットフォームを提供する。
しかし、受動線形光学だけで生成できる状態の集合は、ボゾン対称性によって根本的に制約される。
ヘラルディングは補助モードの条件測定に基づいて、これらの制限を克服し、アクセス可能な状態の集合を効果的に拡大するために広く用いられている手法である。
シーディングが広く使われているにもかかわらず、特定の補助資源がターゲット空間全体の到達可能性にどのような影響を及ぼすかはよく分かっていない。
本研究では, 線形光ネットワークにおける光子状態の局所制御性について, 出力状態のヤコビアンランクを基礎となるユニタリ回路に対して解析することにより検討し, 与えられた構成でアクセス可能な接点空間の次元を定量的に測定する。
我々の分析は、受動線形光学から、補助的資源と条件測定を含む有界線形光学まで様々である。
この枠組みでは、受動線形光学以上の局所的にアクセス可能な状態空間をどのように拡大するかを定量化し、ジャコビアン階の最大値に到達するために必要な資源を決定することにより、完全な局所制御性を実現する。
我々のフレームワークは、測定に基づくフォトニックアーキテクチャのアクセス可能な状態空間を評価し、比較し、高次元量子状態工学に必要なリソースの実用的な基準を確立するための体系的なツールを提供する。
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