Quantum non-Gaussianity of frequency up-converted single photons
光的非经典态是当今量子通信和计量协议中的重要资源。非经典态的量子上转换是克服量子信息网络中不同子系统之间频率差异的一种很有前途的方法。在这里,我们提出了在1550 nm处通过腔增强的自发参量下转换(SPDC)和随后的上转换到532 nm的预示窄带单光子的产生。量子非高斯性(QNG)是量子信息科学中的一个重要特性,首次在频率上转换态中得到了实验验证。
2016-05-12 quant-ph
Quantum non-Gaussianity and quantification of nonclassicality
非经典性的代数量化,自然产生于量子叠加原理,与正则非经典性准概率的性质有关。后者通过Glauber-Sudarshan $P$ ~函数的非高斯滤波获得。它们给出了非古典性程度的下限。我们还推导出了高斯态的凸组合的界限,用于直接从实验上可获得的非经典准概率证明量子非高斯性。其他量子态表示,如$s$参数化准概率,不足以指示或甚至不能直接揭示量子态的性质的详细信息。作为一个例子,我们的方法被应用到多光子添加压缩真空态。
2018-05-18 quant-ph
Quantum non-Gaussianity criteria based on vacuum probabilities of original and attenuated state
量子非高斯态代表了一类重要的高度非经典态,其制备需要超出高斯运算和统计混合类的量子运算或测量。在这里,我们推导出基于真空的概率在原始量子态和通过一个有损耗的信道传输的状态的透射率T的基础上的量子非高斯性的认证标准。我们证明了该准则适用于任意多模状态,这对于它们在宽带光源和单光子探测器实验中的适用性是很重要的。有趣的是,我们的方法允许只使用一个光电探测器来检测量子非高斯性,而不是复杂的多路复用光子检测方案,以增加实验时间为代价。我们还提出了一个基于真空几率和平均光子数的量子非高斯性判据,并证明了该判据与基于真空几率对的判据密切相关。我们说明了所获得的标准的性能上的例子,现实的不完美的单光子状态建模为真空和单光子状态与背景泊松噪声的混合物。
2021-07-20 quant-ph
Measures of non-Gaussianity for one-mode field states
本文引入并研究了一种基于量子保真度的距离型非高斯性测度。这种新的措施可以很容易地评估所有的纯态和混合态的对角在福克基础。特别地,对于$M$ -光子加热态,分析了Bures的非高斯度,并与以前用Hilbert-Schmidt度规和相对熵建立的两个测度进行了比较.得到了Hilbert-Schmidt非高斯性测度的一个紧致解析公式,并证明了这三种测度的一致性.
2012-10-06 quant-ph
Non-Gaussianity of quantum states: an experimental test on single-photon added coherent states
非高斯态和过程是连续变量量子信息中的有用资源。基于高斯参考态的条件熵,提出了一个实验上可实现的衡量量子态非高斯性程度的判据。在此,我们采用这样的判据来描述一类重要的非经典态--单光子相干态。我们的研究证明了这一措施的可靠性和敏感性,并使用它来量化实验缺陷在我们实现中的作用有多有害。
2010-12-02 quant-ph
Quantifying non-Gaussianity for quantum information
我们讨论了连续变量系统中状态和操作的非高斯性的量化及其在量子信息中的应用。首先,我们详细说明了最近提出的两个措施的非高斯性的基础上的希尔伯特-施密特(HS)距离和量子相对熵(QRE)之间的检查状态和参考高斯状态的属性和关系。然后,我们评估非高斯量子态的几个家庭的非高斯性,并表明这两种措施具有相同的基本性质,也有相同的定性行为的大多数的例子考虑。然而,我们也表明,他们介绍了一个不同的顺序关系,即他们不是严格单调对方。我们利用状态的非高斯性度量来引入量子操作的非高斯性度量,评估高斯化和去高斯化协议,并详细研究非高斯性在纠缠蒸馏协议中所扮演的角色。此外,我们利用QRE为基础的非高斯性措施,提供了新的见解高斯态的一些熵量,如条件熵,互信息和Holevo界的极值。我们还处理参数估计和QRE nonG的量子费舍尔信息的连接定理。最后,由于评估的QRE nonG措施需要的知识的全密度矩阵,我们得到一些{ \em实验友好}的下界nonG的某些类的状态,并考虑可能性,执行的状态只有某些有效或无效的测量。
2010-12-10 quant-ph
Quantifying non-Gaussianity of quantum-state correlation
我们考虑如何利用各种度量,如相对熵和几何距离来量化二体量子态的非高斯性。我们首先展示了一种直观的方法,即,从目标非高斯状态的相关性中减去参考高斯状态的相关性,无法产生局部高斯信道下具有单调性的非负度量。我们的发现清楚地表明,量子态关联一般不具有高斯极值。因此,我们提出了一种不同的方法,通过引入相关的平均状态来解决相关性。这使得我们能够基于例如,跟踪距离和保真度,满足作为非高斯相关性度量的所有要求。对于的情况下,基于纯度的措施,我们还提出了容易计算的非高斯相关性的下限。
2017-11-18 quant-ph
Quantum non-Gaussianity witnesses in the phase space
我们解决了量子非高斯态的检测,即非经典状态,不能表示为高斯态的凸混合,并提出了一种方法来推导一个新的家庭的标准的基础上通用的线性泛函。然后,我们专门这种方法来推导证人的基础上$s$参数化准概率函数,概括以前的标准的基础上的维格纳函数。特别地,我们详细讨论和分析了基于Husimi Q函数的见证子的性质,证明了它们在检测有损信道中演化的各种非高斯态的量子非高斯性时往往比以前的判据更有效。
2014-06-17 quant-ph
Quantum Non-Gaussianity From An Indefinite Causal Order of Gaussian Operations
量子非高斯态在量子信息处理中被认为是一种有用的资源,从量子精密测量和量子传感到量子通信和量子密钥分发。另一个越来越受到关注的有用工具是新构建的量子开关。它在量子信息中的许多任务中的应用已被证明优于量子通信和量子测温中的许多现有方案。在这篇文章中,我们稍后将解决这个问题,这对于从高斯操作中设计高度非高斯状态非常有用,高斯操作的顺序由控制量子位的自由度控制。与文献中现有的协议相比,高斯状态集和高斯操作集的非凸性保证了在控制量子比特上确定性地进行后选择之后非高斯性的出现。由此产生的状态的非经典性进行了相应的讨论。
2021-08-30 quant-ph
Efficient Measurement of Bosonic Non-Gaussianity
本研究提出非高斯熵作为量化多体玻色系统非高斯性的新测度,并设计了利用三个分束器和四个输入态副本的测量协议,同时扩展至混合态,为近期实验平台的高效表征提供了通用方法。
2025-07-14 quant-ph
Detecting quantum non-Gaussianity with a single quadrature
Freie Universität(柏林自由大学);École Normale Supérieure, PSL University(巴黎高等师范学院,PSL大学)
研究如何简化玻色子系统中非高斯性认证所需测量。利用单正交测量统计量,基于哈德森定理证明,可见证任意程度非高斯性,还分析了样本复杂度等,简化了检测设置。
2026-07-07 quant-ph
Relative entropy is an exact measure of non-Gaussianity
我们证明了,通过相对熵,任意$N$模场态最接近的高斯态是由给定态的协方差矩阵和平均位移建立的。因此,一个$N$模式状态与其关联的高斯状态的相对熵是非高斯性的精确距离型度量。为了说明这一发现,我们讨论了$N$模式Fock对角态的一般性质,并计算了它们的非高斯熵的精确值。
2013-08-13 quant-ph
Witnessing quantum non-Gaussianity from intensity moments
针对高平均光子数下无法直接测量量子非高斯性的问题,研究提出基于光子数均值和方差(或二阶关联$g^{(2)}$)的量子非高斯性见证,便于校正损耗和噪声,可应用于放大测量方案,为相关测试和应用开辟路径。
2025-10-20 quant-ph
Convex resource theory of non-Gaussianity
在量子光学中实现的连续变量系统在量子信息处理中起着重要的作用,也是可扩展量子计算机的候选对象之一。我们介绍了一个资源理论的连续变量系统相关的通用量子计算。在我们的理论中,容易实现的操作-高斯操作结合前馈-被选为自由操作,使高斯状态的凸包自然的自由状态。由于我们的自由操作和自由态不能进行普适量子计算,真正的非高斯态--不在高斯态凸包中的态--是普适量子计算和自由操作的必要资源态。我们引入了一个单调的量化资源状态的真正的非高斯性,在类似的稳定器理论。我们的资源理论的一个直接应用是约束真正的非高斯状态之间的转换率。最后,我们给出了一个协议,概率蒸馏真正的非高斯性-增加真正的非高斯性的资源状态-只使用自由操作和后选择高斯测量,我们的理论给出了一个上限的蒸馏率。特别是,相同的协议允许立方相态的蒸馏,当与自由操作结合时,这使得通用量子计算成为可能。
2018-06-25 quant-ph
Resource theory of quantum non-Gaussianity and Wigner negativity
我们为连续变量系统开发了一个资源理论,该理论基于当前量子技术中常规可用的操作。特别地,自由操作的集合是凸的,并且包括二次变换和条件粗粒度测量。本理论有助于将量子非高斯性和维格纳负性作为资源进行量化,这取决于自由态集的选择,即,高斯态的凸包和正Wigner函数态的凸包。在证明了该理论不存在最大资源状态之后,我们定义了一个可计算资源单调性--维格纳对数负性。我们使用后者来评估实验相关状态的资源内容-例如,增加光子、减少光子、双相和猫态-并找到一些资源集中协议的最佳工作点。我们设想这个框架的应用程序的次普遍和普遍的量子信息处理连续变量。
2018-12-04 quant-ph
Enhancement of non-Gaussianity and nonclassicality of pair coherent states with postselected von Neumann measurement
本文研究后选择冯·诺依曼测量对配对相干态的影响,发现其能增强非高斯性与非经典性,并通过缩放联合Wigner函数验证,为提升PCS量子信息效率提供新方案。
2025-05-10 quant-ph
Enhancement of non-Gaussianity and nonclassicality of photon added displaced Fock state: A quantitative approach
已经发现非高斯和非经典状态和过程是执行与量子引力和量子信息处理相关的各种任务的重要资源。研究了非高斯诱导算符对量子态非经典性的影响。考虑到这一点,本文以光子加位移Fock态为例,利用纠缠势、Wigner Yanese斜信息、Wigner对数负性和非高斯性的相对熵等测度,定量分析了该态的非经典非高斯特性.据观察,光子添加(Fock参数)显着增加量的非经典和非高斯的位移参数的小(大)值,这两个量子特性单调下降。在这方面,Fock参数的作用被发现是更突出和更强的光子添加相比。最后,利用光子损失通道影响下的维格纳函数动力学,说明只有高效率的探测器才能探测到维格纳负性。
2021-09-24 quant-ph
Detecting nonclassicality and non-Gaussianity of a coherent superposed quantum state
本文通过将湮灭与产生算符的相干叠加作用于经典相干态构造 CSQS,并利用 Wigner 函数、线性熵、Wigner 对数负性、skew information 及相对熵等多种判据系统研究其非经典性与非高斯性,同时考察光子损耗信道下噪声对这些性质的影响。
2023-04-11 quant-ph
Quantum non-Gaussianity and secure quantum communication
不可克隆定理是量子力学的一个深刻的基本原理,也为量子保密通信提供了重要的实践基础。如果通信信道的输出保真度高于不可克隆界(NCB),则通信的安全性才能得到最终保证。在使用连续变量(CV)系统的量子通信中,高斯态,更具体地说,相干态作为输入已被广泛研究,但对非高斯态知之甚少。我们的目标是探索量子通信覆盖CV状态全面与不同的未知状态的适当定义。我们的主要结果是:(i)建立了包括Fock态、它们的叠加态和薛定谔猫态在内的一大类量子非高斯态的NCB;(ii)研究了NCB与量子非高斯性(QNG)之间的关系。我们发现,NCB通常与QNG减少。值得注意的是,这并不意味着量子非高斯态对安全通信的要求较低。通过将我们的研究扩展到混合态输入,我们证明了QNG特别是在维格纳负性方面需要更多的资源来实现CV隐形传态中NCB以上的输出保真度。越是非高斯,就越难实现安全通信,这对CV量子通信有着至关重要的影响。
2019-07-11 quant-ph
A Quantum Non-Gaussianity Criterion Based on Photon Correlations $g^{(2)}$ and $g^{(3)}$
Niels Bohr Institute, University of Copenhagen(哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院)
提出一种基于二阶和三阶关联函数 $g^{(2)}$ 和 $g^{(3)}$ 的衰减鲁棒量子非高斯性充分判据,并通过量子点单光子源实验验证,违反经典高斯态混合不等式达100个标准差以上。
2026-06-24 quant-ph
Detecting Nonclassicality and quantum non-Gaussianity of photon subtracted displaced Fock state
本文利用多种测度定量研究了光子扣除平移Fock态的非经典性与量子非高斯性,发现Fock参数的作用强于光子扣除数,并证明Wigner负性仅能由高效率探测器揭示。
2023-06-07 quant-ph
Measuring non-Gaussianity with Correlation
本文提出基于50:50分束器关联生成的非高斯性量化框架,用Rényi熵和互信息定义操作性度量,并给出样本高效的实验估计协议及Wigner负性样本复杂度下界。
2025-08-27 quant-ph
Enhanced continuous generation of non-Gaussianity through optomechanical modulation
研究了量子光机系统在完全非线性光机哈密顿量下演化的非高斯特性。通过使用一种基于初始高斯态的相对熵的非高斯性度量,我们量化了由常数和随时间变化的立方光-物质耦合引起的非高斯性的量,并研究了它的一般和渐近行为。我们找到了非高斯性度量的解析近似表达式,并表明初始热声子占据的机械元件不显着影响非高斯性。更重要的是,我们还表明,它是可能的,以不断增加的非高斯性的状态,通过驱动的光-物质耦合在机械共振的频率,这表明一个可行的机制,增加非高斯性的光机系统,即使在噪声的存在。
2020-03-25 quant-ph
The role of the non-Gaussianity plays in the enhancement of the fidelity in continuous variable quantum teleportation
从理论上研究了非高斯性(nG)对提高连续变量量子隐形传态中理想Braunstein和Kimble(BK)方案对相干态的保真度的作用.通过在双模压缩真空态(TMSV)上减去光子来实现去高斯化过程。我们发现,高保真度总是指的是一个对称的安排,光子减法的不同模式的TMSV。非高斯源仅在光子相减的对称布置方面比高斯源表现出值得称赞的优越性,而非对称布置则不然。当光子相减的总次数为常数时,我们发现最优的nG过程倾向于最不对称的相减排列。这一特性与最高保真度指对称情况的结果不一致。在相同的压缩参数下,更高的nG并不总是导致更高的保真度。
2013-05-30 quant-ph
Enhanced frequency estimation by non-Gaussianity of Fock states
Faculdade de Ciências Exatas e Tecnologia, Universidade Federal da Grande Dourados(大杜拉多斯联邦大学精确科学与技术学院)
本研究通过非高斯态提升频率估计精度,展示其在量子 Fisher 信息上的优势并讨论了两种生成方案。
2025-05-20 quant-ph
Certifying non-classicality and non-Gaussianity through optical parametric amplification
本文提出并实验验证了利用光学参量放大与常规强度探测器测量平均光子数和二阶相关函数,从而无需光子数分辨即可认证非高斯态,为高维量子技术奠定基础。
2025-10-10 quant-ph
Asymptotically Consistent Measures of General Quantum Resources: Discord, Non-Markovianity, and Non-Gaussianity
本文提出资源度量的渐近一致性公理,证明相对熵度量对包括量子失谐、非马尔可夫性和非高斯性在内的广泛资源类均与渐近变换速率一致,为一般量子资源提供了不矛盾的量化方法。
2023-09-20 quant-ph
Quantum non-Gaussianity certification of photon-number-resolving detectors
我们报告的光子数分辨探测器的量子非高斯特性的直接实验验证。该认证协议是基于现有的量子非高斯准则的适应量子态的量子测量。在我们的方法中,它足以探测器的真空状态和两个不同的热态,以测试其量子非高斯性。该认证实验证明了由十个单光子雪崩光电二极管的空间复用阵列形成的探测器。我们证实了POVM元素$\hatΠ_m$的量子非高斯性与$m$ -倍符合计数,高达$m=7$。从第一性原理证明$\hatΠ_m$量子非高斯特性的实验能力对于大的$m$是受限于测量结果的低概率的,特别是对于真空输入态。我们发现,独立的高斯背景噪声注入到检测器可以是有帮助的,并可能减少所需的测量时间,可靠的确认量子非高斯性。此外,我们修改和实验验证了量子非高斯认证协议,采用第三热态代替真空,以加快整个测量。我们的研究结果表明,存在有效的工具,用于实际表征的基本非经典特性和基准的复杂的光量子探测器。
2022-08-26 physics.optics quant-ph
Fermionic non-Gaussianity via Bell sampling: monotones and efficient quantum algorithms
Technical University of Munich(慕尼黑工业大学);TUM School of Natural Sciences, Physics Department(自然科学与工程学院物理系);Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)(慕尼黑量子科学与技术中心)
本文通过贝尔采样引入桥接度作为费米子非高斯性的单调量,并开发了高效量子算法,用于量化资源、约束高斯转换和设计可验证实验。
2026-09-01 quant-ph
Detecting quantum non-Gaussianity via the Wigner function
我们引入了一族判据来检测谐振子的量子非高斯态,即不能表示为高斯态的凸混合的量子态。特别是,我们证明了,对于高斯状态的凸混合物,维格纳函数在相空间的原点的值是有界的从下面的一个非零的正的量,这是一个函数,只有平均数量的激发(光子)的状态。因此,如果这个界限被违反,那么量子态必须是量子非高斯的。我们表明,这一标准可以进一步推广,考虑额外的高斯操作下检查的状态。然后,我们将这些标准应用于各种非高斯状态在嘈杂的高斯信道中的演变,证明了高值的损失,从而也为特征在于一个积极的维格纳函数的状态的边界被违反。
2013-09-10 quant-ph
Exploring the possibility of a complex-valued non-Gaussianity measure for quantum states of light
本文提出一种基于相空间的复值非高斯性度量,即 Wigner 函数与其高斯伴随函数间的微分相对熵,证明其具有忠实性、高斯酉不变性及高斯信道单调性,其实部提供额外信息,虚部对应 Wigner 函数负体积,并验证了其在非高斯量子态工程中的实用性。
2024-08-28 quant-ph
Energetics of non-Gaussianity in single mode cavities
MajuLab, CNRS-UCA-SU-NUS-NTU International Joint Research Laboratory(MajuLab,CNRS-UCA-SU-NUS-NTU国际联合研究实验室);Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore(新加坡国立大学量子技术中心);School of Physical and Mathematical Sciences, Nanyang Technological University(南洋理工大学物理与数学科学学院);Université de Lorraine, CNRS, LPCT(洛林大学,法国国家科学研究中心,LPCT)
提出将总能量分解为高斯和非高斯贡献的能量框架,用于量化单模玻色子态的非高斯性,并建立与相对熵的联系。
2026-07-01 quant-ph
Measurement-induced transitions beyond Gaussianity: a single particle description
针对自由高斯费米子缺乏稳定体积律相的问题,本文比较不同协议的纠缠与非高斯性结构,提出单粒子指标,证明非高斯性仅由测量提供时测量诱导相变仍稳定。
2024-03-28 cond-mat.stat-mech quant-ph
Genuine quantum non-Gaussianity and metrological sensitivity of Fock states prepared in a mechanical resonator
本文在HBAR机械谐振器中利用超导量子比特和量子最优控制制备高Fock态,通过真正量子非高斯性判据证实其无法由高斯操作生成,并基于量子Fisher信息证明其位移灵敏度超越理想Fock态|3⟩。
2025-05-05 quant-ph
Non-Gaussianity of random quantum states
SISSA(的里雅斯特高等研究学院);INFN(意大利国家核物理研究所);Université Paris-Saclay(巴黎萨克雷大学);CNRS(法国国家科学研究中心)
本文研究了典型量子态中的费米非高斯性,通过Weingarten算子推导出非高斯性的分析预测,并探讨了全局U(1)对称性对非高斯性的影响。
2026-05-18 cond-mat.stat-mech quant-ph
Williamson majorization theory of fermionic non-Gaussianity
Universität zu Köln(科隆大学);Barcelona Supercomputing Center(巴塞罗那超级计算中心);Technical University of Munich(慕尼黑工业大学);Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)(慕尼黑量子科学与技术中心)
本文建立费米子非高斯性的威廉姆森 majorization 定律,将相关量化指标转化为强单调量,推导态转换条件,且理论可在现有量子设备上验证。
2026-08-19 quant-ph
Loss of non-Gaussianity for damped photon-subtracted thermal states
我们研究了一组经典单模态的非高斯性质,这些单模态是通过从热态中减去光子而得到的。用于这些状态的三个距离型度的非高斯性示出具有相对于其平均光子数的单调行为。衰减的非高斯阻尼下被认为是一致的距离型措施所描述的。我们还比较了从$M$ -减光子和$M$ -加光子热态出发时非高斯性的耗散演化
2013-10-27 quant-ph
Non-Gaussianity from superselection rules
Université Paris Cité(巴黎西岱大学);CNRS(法国国家科学研究中心);Laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques(材料与量子现象实验室);Département de Physique de l’Ecole Normale Supérieure - PSL(巴黎高等师范学院物理系-PSL);Département de Mathématiques et Applications - PSL(数学与应用系-PSL);Département de Physique, Université Paris-Saclay(巴黎萨克雷大学物理系)
本文通过超选择规则解释非高斯性,并展示星级秩作为多项式根的极限情况,揭示其与量子计算资源的关系,重新定义非高斯性作为粒子纠缠的见证。
2026-10-14 quant-ph
Non-Gaussian quantum states of a multimode light field
尽管多模光的高斯量子态由于其可扩展性而成为有前途的量子资源,但非高斯性对于量子技术是不可或缺的,特别是为了达到量子计算优势。然而,在多模高斯状态中体现非高斯性仍然是一个挑战,因为在多模场景中难以实现可控的非高斯操作。在这里,我们报告的第一代非高斯量子态的多模光场减去一个光子在所需的模式,从多模高斯态,并观察到负的维格纳函数。对于纠缠高斯态,我们观察到光子相减使得非高斯性在不同的纠缠态之间传播。除了在量子技术中的应用外,我们的结果还为非高斯多模纠缠提供了新的思路,特别强调量子网络。
2019-01-30 quant-ph
Quantifying the non-Gaussianity of the state of spatially correlated down-converted photons
空间关联下转换光子的态通常被视为双模高斯纠缠态。虽然直觉上这似乎是合理的,但已知当适当考虑相位匹配条件时,可以观察到这些光子的空间分布中的新结构。在这里,我们研究了近场和远场条件概率的方差是如何受到相位匹配函数的影响,我们分析了EPR准则对自发参量下转换(SPDC)的空间双光子态的非高斯性和纠缠检测的作用。然后,我们引入了一个统计测量,在近场和远场平面的联合分布的负熵的基础上,它允许量化的非高斯的这种状态。这种非高斯性的测量仅需要自相关协方差子矩阵的测量,并且将与CV量子信息处理中SPDC的空间相关性的新应用相关。
2012-04-24 quant-ph
A measure of the non-Gaussian character of a quantum state
我们解决了玻色量子态的非高斯特性的量化问题,并引入了一个非高斯性测度的基础上的希尔伯特-施密特距离的状态下检查和参考高斯态。我们详细分析了所提出的测度的性质,并利用它来评估一些相关的单模和多模量子态的非高斯性。分析了量子态在损耗高斯化和光子减去高斯化过程中的非高斯性演化。建议的措施是很容易计算的玻色子系统的任何状态,并允许定义一个相应的措施的非高斯字符的量子操作。
2007-10-02 quant-ph
Sub-Poissonian Statistics and Quantum Non-Gaussianity from High-Harmonic Generation
Laboratoire d’Optique Appliquée (LOA), CNRS, École polytechnique, ENSTA, Institut Polytechnique de Paris(应用光学实验室(LOA),法国国家科学研究中心,巴黎综合理工学院,ENSTA巴黎理工学院,巴黎理工学院)
研究半导体高次谐波产生的非经典性质,通过点击统计和见证算子验证压缩与纠缠,并利用阶间触发测量实现亚泊松统计和量子非高斯态。
2026-06-16 quant-ph
Dawn and fall of non-Gaussianity in the quantum parametric oscillator
针对量子参量振荡器非高斯性这一量子计算关键特性问题,采用Lindblad主方程与精确对角化从头算方法,揭示了泵浦与外场对单量子OPO非高斯性的非平凡调控规律。
2023-12-27 physics.optics quant-ph
Gaussian and Non-Gaussian operations on non-Gaussian state: engineering non-Gaussianity
多光子减法应用于位移的相位平均相干态,这是一个非高斯的经典状态,产生的条件态的非平凡(正)的Glauber-Sudarshan $P$ -表示。我们从理论和实验上证明,尽管它的简单性,这类条件状态不能完全由光子数的直接检测的特点。特别地,状态的非高斯性是必须通过相敏测量来评估的特性。我们还表明,条件态的非高斯性可以通过选择合适的条件值和相位平均态的组成来操纵。
2013-11-28 quant-ph
Quantum non-Gaussianity of light and atoms
本文综述了光子和声子量子非高斯态的理论判据、实验验证及其在量子传感等任务中的应用,并比较了热噪声鲁棒性与离子声子Fock态的传感能力,为相关实验发展提供指引。
2025-03-13 physics.optics quant-ph
Uncovering Non-Gaussianity through Multi-Copy Symmetries
Beijing Institute of Mathematical Sciences and Applications(北京国际数学研究中心);State Key Laboratory of Mathematical Sciences, Academy of Mathematics and Systems Science, Chinese Academy of Sciences(中国科学院数学与系统科学研究院数学科学重点实验室);School of Mathematical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学数学科学学院)
本研究提出一种群论多副本方法,利用混合量子态副本的光学变换与高斯幺正算符的对易关系构造非高斯性见证,可通过实验检测玻色系统的非高斯性并扩展至多模系统。
2026-08-05 quant-ph
Quantum illumination with noisy probes: Conditional advantages of non-Gaussianity
本文研究在热噪声和局部高斯噪声影响下,光子增加/减去非高斯态作为量子照明探针的性能层级,发现其优势依赖于Chernoff界比较条件,且高斯态整体性能最优。
2024-04-02 quant-ph
Testing quantum Gaussianity with constant sample complexity
Universiteit Leiden(莱顿大学);LIACS, Universiteit Leiden(莱顿大学计算机科学与软件研究所);Institute of Physics, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)(洛桑联邦理工学院物理研究所);Centre for Quantum Science and Engineering, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)(洛桑联邦理工学院量子科学与工程中心);Department of Mathematics, University of Colorado Boulder(科罗拉多大学博尔德分校数学系);Department of Physics, Harvard University(哈佛大学物理系);School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University(哈佛大学生物工程与应用科学学院);Dahlem Center for Complex Quantum Systems, Freie Universität Berlin(柏林自由大学达勒姆复杂量子系统中心);Fraunhofer Heinrich Hertz Institute(弗劳恩霍夫海因里希赫兹研究所);Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie(亥姆霍兹柏林材料与能源中心)
本文提出最优且鲁棒的算法,以与系统尺寸、粒子数和能量无关的常数样本复杂度检验费米子和玻色子高斯态,并引入统一的梯度流方法,通过对称性刻画实现高效测量。
2026-10-01 quant-ph
When quantum resources backfire: Non-gaussianity and symplectic coherence in noisy bosonic circuits
本文提出位移传播算法,揭示在噪声环境下非高斯性和辛相干可能使玻色电路更易被经典模拟,挑战了传统对量子优势的理解。
2026-01-09 cs.CC quant-ph
Non-Gaussianity as a signature of a quantum theory of gravity
在桌面上测试量子引力(QG)一直被认为是不可能的。然而,值得注意的是,由于量子信息科学(QIS)的快速发展,这样的测试可能很快就会实现。在这里,我们发现了QG和QIS之间的一个令人兴奋的新的理论联系,这也导致了一个激进的新方法来测试QG与QIS实验。具体来说,我们发现,只有量子,而不是经典的,引力理论可以创建非高斯性,一个QIS资源,是必要的通用量子计算,在量子场态的物质。这允许基于QIS的测试,其中物质的非高斯性用作QG的签名。与之前用QIS测试QG的研究相比,当排除所有其他量子相互作用时,纠缠被用来见证QG,我们的非高斯见证不能由直接的经典引力相互作用创建,从而促进不受此类过程存在约束的测试。我们的QG新签名还可以实现基于单个而不是多体量子系统的测试,简化了以前考虑的实验设置。我们描述了一个桌面测试QG,使用我们的非高斯签名,这是基于一个单一的量子系统,一个玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC),在一个单一的位置。与基于光机械装置的提议相反,BEC已经被操纵成大规模的非经典状态,有助于在不久的将来测试QG的前景。
2021-07-20 cond-mat.quant-gas gr-qc quant-ph
Random walk and non-Gaussianity of the 3D second-quantized Schrödinger-Newton nonlocal soliton
非定域量子流体作为暗物质模型和量子模拟及技术的工具而出现。然而,强非线性制度,如那些涉及多维自局域孤立波,边际探讨什么关系的量子特性。研究了二次量子化非局域非线性Schroedinger-Newton方程中3D+1孤子的动力学行为。我们从理论上研究了孤子质心和其他参数的量子扩散,改变相互作用长度。对密度矩阵的正P-表示所产生的Ito偏微分方程组的3D+1模拟验证了理论分析。数值结果揭示了孤子的非高斯统计的开始,这可能是量子引力效应的信号,并为量子计算提供了一个资源。这种非高斯性是由孤子参数量子扩散和稳定不变传输的相互作用引起的。涨落和非高斯性是任何非定域性和维数的普遍效应。
2023-01-31 nlin.PS physics.optics quant-ph
Improved entanglement indicators for optical fields and its application in the event-ready experiment for bright squeezed vacuum with induced non-gaussianity
本文提出基于方差的更优四模光场纠缠判据,并在具有诱导非高斯性的明亮压缩真空上验证其有效性,同时给出事件就绪实验的实用生成方案。
2023-07-05 quant-ph
Practical Tests and Witnesses of Fermionic non-Gaussianity
Quantum Research Center, Technology Innovation Institute(技术革新研究所量子研究中心);Institut für Theoretische Physik, Universität zu Köln(科隆大学理论物理研究所);Barcelona Supercomputing Center(巴塞罗那超级计算中心)
基于费米子反平坦度(FAF)开发两种互补协议(双副本贝尔测量和单副本马约拉纳双线性对易匹配方案),实现纯态和混合态非高斯性的高效检测与见证,并在IQM量子计算机上验证噪声的影响,同时揭示伪随机态生成需要大量费米子非高斯性。
2026-08-03 cond-mat.stat-mech quant-ph
Testing nonclassicality and non-Gaussianity in phase space
本文从理论上提出并实验验证了相空间中单模光场的非经典性检验,它与Banaszek和Wodkiewicz提出的非局域性检验有相似之处。82,2009(1999)]。我们的方法来推导经典的约束借鉴的事实,即相干态的维格纳函数是两个独立的分布的产品,如果在相空间中的正交(位置和动量)的行为作为本地的现实变量。我们的方法检测到每一个纯非经典高斯态,这也可以扩展到混合状态。此外,它为所有高斯态及其混合态设定了一个界限,从而为检测真正的量子非高斯态提供了一个判据。值得注意的是,我们的相空间方法与高斯幺正操作下的不变性导致一个给定的非高斯状态的优化测试。我们通过实验证明了这种增强的方法是如何通过简单地选择相空间点来表现态的量子非高斯性的,这实质上相当于对给定的态实施压缩操作。
2015-05-15 quant-ph