論文の概要: Uncovering Non-Gaussianity through Multi-Copy Symmetries

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.03755v1
• Date: Tue, 04 Aug 2026 14:44:22 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-05 15:30:23.245668
• Title: Uncovering Non-Gaussianity through Multi-Copy Symmetries
• Title（参考訳）: マルチコピー対称性による非ガウス性発見
• Abstract要約: 非ガウス性を検出するための群理論的マルチコピー手法を開発した。 参照パラメータの純度を固定すると、違反したIDは非ガウス性を証明する。 本研究では,有界位相オブザーバから関連するマルチコピー検出を推定可能であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.018030428478928
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Gaussian states are fundamental in continuous-variable quantum information, yet characterizing non-Gaussianity remains challenging due to the non-convexity of the Gaussian set. Existing witnesses typically rely on Wigner negativity or other information-theoretic quantities. In this work, we develop a group-theoretic, multi-copy approach to detect non-Gaussianity in bosonic systems. We study passive linear optical transformations that mix copies of a quantum state and analyze their commutation with identical Gaussian unitaries applied to each copy. Orthogonal copy-mixing transformations commute with the symplectic part of the Gaussian action, while the displacement part restricts the symmetry to the stabilizer of the collective mode. This structure yields a family of witnesses satisfied by all single-mode Gaussian states. Fixing the thermal reference parameter via the purity, violation of these identities certifies non-Gaussianity. We illustrate the method with several single-mode examples and present an experimental protocol based on passive interferometry and photon-number-resolved detection, showing that the relevant multi-copy expectation values can be estimated from bounded phase observables. Finally, we extend the construction to multi-mode systems and discuss how the same symmetry framework may lead to quantitative measures of non-Gaussianity.
• Abstract（参考訳）: ガウス状態は連続変数の量子情報の基本であるが、ガウス集合の非凸性のために非ガウス性の特徴付けは困難である。 現存する証人は、典型的にはウィグナーの否定性や他の情報理論量に依存している。 本研究では,ボソニック系の非ガウス性を検出するためのグループ理論,マルチコピー手法を開発する。 量子状態のコピーを混合した受動線形光変換を研究し、それぞれのコピーに適用された同一のガウスユニタリを用いてそれらの可換性を解析する。 直交コピー混合変換はガウス作用のシンプレクティック部分と可換であり、変位部は集合モードの安定化子に対称性を制限する。 この構造は、すべての単一モードのガウス国家によって満たされた証人の家族を産み出す。 温度基準パラメータを純度で固定すると、これらのアイデンティティの違反は非ガウス性を証明する。 本手法をいくつかの単一モードの例で説明し、受動干渉法と光子数分解検出に基づく実験プロトコルを示し、関連するマルチコピー期待値を有界位相観測値から推定可能であることを示す。 最後に、構成をマルチモードシステムに拡張し、同じ対称性の枠組みが非ガウス性の定量的測度にどのように寄与するかについて議論する。

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