論文の概要: Programmable optical parametric amplifier synthesizer for cubic phase states and amplified Schrodinger cat states
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.31405v2
- Date: Tue, 07 Jul 2026 13:35:37 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-08 21:24:51.239963
- Title: Programmable optical parametric amplifier synthesizer for cubic phase states and amplified Schrodinger cat states
- Title（参考訳）: 立方相状態と増幅型シュロディンガー猫状態のためのプログラマブル光パラメトリック増幅器
- Authors: Yusuf Turek, Ming-Yan Sun, Xiao-Xi Yao,
- Abstract要約: プログラマブル光パラメトリックアンプ(OPA)シンセサイザーを導入する。
高忠実度立方相状態を生成し、シュロディンガー猫状態を増幅する。
我々のプロトコルは、中利得OPA演算と低次光子数分解検出のみを必要とする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We introduce a programmable optical parametric amplifier (OPA) synthesizer that, under a heralded photon-number-resolving framework, generates high-fidelity cubic phase states and amplifies Schrodinger cat states. By systematically exploring both the catalytic configuration, where the idler input and output contain the same number of photons ($m=n$), and non-catalytic configurations ($m\neq n$), we discover two qualitatively different functionalities. First, with a coherent-state signal input, our protocol generates cubic phase states with fidelity exceeding 0.99 across a broad range of $(m,n)$ configurations. Second, using a Schrödinger cat state as the signal input, the same framework amplifies the cat state: an input cat with amplitude $α_{\mathrm{in}}\le 1$ is transformed into an output squeezed cat with $α_{\mathrm{out}}\ge 2$ while maintaining fidelity above 0.99. The catalytic configuration preserves the input parity and restores the idler state, whereas non-catalytic configurations enable parity-flipping amplification with higher success rates. Moreover, the amplified output can serve as a seed for subsequent amplification rounds, offering a self-seeding pathway to progressively larger cat states. Our protocol requires only moderate-gain OPA operation and low-order photon-number-resolving detection, providing a flexible and experimentally accessible platform for cubic phase state preparation and amplified squeezed cat state generation.
- Abstract（参考訳）: プログラム可能な光パラメトリック増幅器 (OPA) を導入し, 光子数分解フレームワークを用いて高忠実度立方相状態を生成し, シュロディンガー猫状態を増幅する。
アイドラー入力と出力が同じ数の光子(m=n$)と非触媒構成(m\neq n$)の両方を含む触媒構成を体系的に探索することにより、2つの質的に異なる機能を発見した。
まず、コヒーレント状態信号入力により、広範囲の$(m,n)$構成において、忠実度0.99を超える立方相状態を生成する。
次に、信号入力としてシュレーディンガー猫状態を用いて、同じフレームワークが猫状態を増幅する:振幅$α_{\mathrm{in}}\le 1$の入力猫は、0.99以上の忠実さを維持しながら、$α_{\mathrm{out}}\ge 2$の出力圧縮猫に変換される。
触媒構成は入力パリティを保ち、イドラー状態を回復する一方、非触媒構成はパリティフリップ増幅を高い成功率で実現する。
さらに、増幅された出力は、その後の増幅ラウンドの種として機能し、徐々に大きなネコ状態への自己探索経路を提供する。
本プロトコルでは, 適度なOPA操作と低次光子数分解検出しか必要とせず, 柔軟かつ実験的に利用可能な立方相生成用プラットフォームと, 増幅されたネコ状態生成用プラットフォームを提供する。
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