論文の概要: General Photon Subtraction from a Gaussian Perspective

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.34803v1
• Date: Mon, 28 Sep 2026 10:08:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-03 02:42:45.835299
• Title: General Photon Subtraction from a Gaussian Perspective
• Title（参考訳）: ガウスから見た一般光子サブトラクション
• Abstract要約: 非ガウス性のほぼ決定論的源は、普遍的でフォールトトレラントな量子コンピューティングに到達できない部分である。 測定されたフォックウィグナー関数に対するガウス的ぼかしとフィルタの適用に基づく数学的定式化を導入する。 この直感的なアプローチは、猫、立方相、GKP状態生成の改善を見つけるのに利用できる。
• 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: A near-deterministic source of non-Gaussianity is the missing piece to reach universal and fault-tolerant quantum computing with continuous-variable optics. Due to a lack of strong non-linearities, the probabilistic photon-subtracted Gaussian states remain the most promising contender. In combination with Gaussian measurements and single-mode feed-forward operations, they have been shown to provide sufficient non-Gaussianity at high rates. However, these existing breeding protocols lack the necessary loss tolerance to be experimentally feasible. In this work, we introduce a mathematical formalism based on the application of a Gaussian blur and filter on the measured Fock Wigner function to describe general photon-subtracted Gaussian states. Within our representation, the initial squeezing, Gaussian measurements, and photon loss can all be understood as contributions to the total blurring and interchanged accordingly. We find that this intuitive approach can be used to find improvements to cat, cubic phase, and GKP state generation by compromising between success rates, feed-forward compatibility, and loss tolerance. In the case of multiple photon subtractions, this is achieved by introducing a hybrid setup variant bridging the gap between protocols based on breeding and post-selection. Finally, we establish a general lower bound on the resources needed to generate a given target state near-deterministically by introducing the expected Wigner logarithmic negativity as an additive monotone of non-Gaussianity.
• Abstract（参考訳）: 非ガウス性のほぼ決定論的源は、連続可変光学による普遍的でフォールトトレラントな量子コンピューティングに到達できない部分である。 強い非線型性の欠如により、確率的光子置換ガウス状態は最も有望な競合状態のままである。 ガウス測度と単モードフィードフォワード演算を組み合わせることで、高い速度で十分な非ガウス性が得られることが示されている。 しかし、これらの既存の育種プロトコルは、実験的に実現可能な損失耐性を欠いている。 本研究では,一般光子置換ガウス状態を記述するために,測定されたフォックウィグナー関数に対するガウス的ぼかしとフィルタの適用に基づく数学的定式化を導入する。 我々の表現の中では、初期スクイーズ、ガウス測度、光子損失は全て、全体のぼやけへの寄与として理解でき、それに応じて交換される。 この直感的なアプローチは、成功率、フィードフォワード適合性、損失耐性を妥協することにより、猫、立方相、GKP状態の生成を改善するために利用できる。 複数の光子サブトラクションの場合、これは、育種と後選択に基づくプロトコル間のギャップを埋めるハイブリッドなセットアップバリアントを導入することで達成される。 最後に、非ガウスの付加単調として期待されるウィグナー対数否定性を導入することにより、与えられた目標状態をほぼ決定的に生成するために必要なリソースの一般的な下限を確立する。

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