非高斯操作的资源理论
量子物理
2018-05-23 v2
摘要
非高斯态和操作对于各种连续变量量子信息处理任务至关重要。为了在态之外定量理解非高斯性，我们为非高斯操作建立了资源理论。在我们的框架中，我们将高斯操作视为自由操作，将非高斯操作视为资源。我们定义了纠缠辅助的非高斯性生成能力，并证明它是一个在自由超操作集合（即与高斯信道的级联和张量积）下非递增的单调性。对于条件酉映射，该单调性可以解析计算。作为示例，我们证明理想光子数减法和光子数加法的非高斯性等于单光子 Fock 态的非高斯性。基于我们的非高斯性单调性，我们将非高斯操作分为两类：(1) 有限非高斯性类，例如光子数减法、光子数加法和所有高斯可稀释的非高斯信道；(2) 发散非高斯性类，例如二元相移信道和 Kerr 非线性。这一分类也意味着并非所有非高斯信道都是精确高斯可稀释的。我们的资源理论实现了对非高斯操作的定量表征和首次分类，为全面理解非高斯性铺平了道路。
引用
@article{arxiv.1803.07580,
title = {Resource theory of non-Gaussian operations},
author = {Quntao Zhuang and Peter W. Shor and Jeffrey H. Shapiro},
journal= {arXiv preprint arXiv:1803.07580},
year = {2018}
}
备注
15 pages, 4 figures