論文の概要: Temporal modes of quantum states of light scattered by a two-level system
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.29974v1
- Date: Mon, 29 Jun 2026 08:48:37 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-30 18:07:16.135505
- Title: Temporal modes of quantum states of light scattered by a two-level system
- Title（参考訳）: 2レベル系で散乱した光の量子状態の時間モード
- Abstract要約: 光の非ガウス量子状態は、量子コンピューティングにおいて最重要である。
我々は、最も基本的な量子光学構成の1つに由来する光を特徴づける。
主モードで出力状態を数値的に分解することにより、単一モードの2光子入力を2モードの絡み合った出力状態にマッピングできることが分かる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Non-Gaussian quantum states of light are of paramount importance to quantum computing. Nevertheless, their deterministic generation is challenging problem due to the difficulty to control nonlinearities in physical systems. In this work, we characterize the light stemming from one of the most fundamental quantum optics configurations: the unidirectional scattering of multimode and multiphoton light by a two-level system. We provide an analytic and explicit description of the output light solely in terms of the corresponding input temporal modes which allows a straightforward physical interpretation and is computationally more effective compared to numerical methods. Then, we focus on the specific case of the scattering of two photons in a single mode. By numerically decomposing the output state in terms of its principal modes, we find that it is possible to map single-mode two-photon inputs to be into two-mode entangled output states, i.e., two-photon NOON states, to very good approximation. The latter states, in turn, are known to have more Wigner negativity compared to the associated input, which ultimately suggests a potential application of our considered setup in the deterministic generation of non-Gaussian states.
- Abstract（参考訳）: 光の非ガウス量子状態は、量子コンピューティングにおいて最重要である。
それでも、それらの決定論的生成は、物理系の非線形性を制御するのが困難であるため、難しい問題である。
本研究では,2レベルシステムによる多重モード光と多光子光の一方向散乱という,最も基本的な量子光学構成の1つに由来する光を特徴付ける。
本稿では,入力時相モードのみでの出力光の解析的・明示的な記述について述べる。
次に, 単一モードにおける2つの光子の散乱の特定の場合に着目した。
主モードで出力状態を数値的に分解することにより、単一モードの2光子入力を2モードの絡み合った出力状態、すなわち2光子NOON状態に、非常に良い近似にマッピングできることが分かる。
後者の状態は、関連する入力と比較してウィグナー負性を持つことが知られており、これは究極的には非ガウス状態の決定論的生成における我々の検討されたセットアップの潜在的な応用を示唆している。
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