NANOSYSTEMS: PHYSICS, CHEMISTRY, MATHEMATICS, 2021, 12 (6), P. 697–702
Discrimination and decoherence of Schrödinger cat states in lossy quantum channels
R. K. Goncharov – Quantum Information Laboratory, ITMO University, Kadetskaya Line, 3, 199034 Saint Petersburg; Laboratory of Quantum Processes and Measurements, ITMO University, Kadetskaya Line, 3, 199034 Saint Petersburg, Russia; rkgoncharov@itmo.ru
A. D. Kiselev – Quantum Information Laboratory, ITMO University, Kadetskaya Line, 3, 199034 Saint Petersburg; Laboratory of Quantum Processes and Measurements, ITMO University, Kadetskaya Line, 3, 199034 Saint Petersburg, Russia
N. G. Veselkova – Quantum Information Laboratory, ITMO University, Kadetskaya Line, 3, 199034 Saint Petersburg, Russia
Ranim Ali – Faculty of Photonics, ITMO University, Kronverksky Pr. 49, bldg. A, 197101 Saint Petersburg, Russia
F. D. Kiselev – Quantum Information Laboratory, ITMO University, Kadetskaya Line, 3, 199034 Saint Petersburg; Laboratory of Quantum Processes and Measurements, ITMO University, Kadetskaya Line, 3, 199034 Saint Petersburg, Russia
We investigate environment induced effects of decoherence in discrimination between the Schrödinger cat states transmitted through noisy quantum channels such as optical fibers. We calculate the fidelity and the statistics of photocounts for both even and odd coherent states. The method that uses the beam splitter-like transformation acting in the enlarged Hilbert space to model the quantum channel is compared with the approach based on the Lindblad dynamics of one-mode bosonic systems.
Keywords: Schrödinger cat states, decoherence, quantum state discrimination.
PACS 03.67.Bg, 03.67.Hk DOI 10.17586/2220-8054-2021-12-6-697-702
[In Russian] Р. К. Гончаров, А. Д. Киселев, Н. Г. Веселкова, Раним Али, Ф. Д. Киселев
Дискриминация и декогеренция состояний кота Шредингера в квантовых каналах с потерями
Мы исследуем вызванные окружающей средой эффекты декогеренции при различении состояний кота Шредингера, передаваемых через зашумленные квантовые каналы, такие как оптические волокна. Мы рассчитываем точность и статистику фотоотсчетов как для четных, так и для нечетных когерентных состояний. Метод, использующий светоделительное преобразование, действующее в расширенном гильбертовом пространстве, для моделирования квантового канала сравнивается с подходом, основанным на динамике Линдблада одномодовых бозонных систем.
Ключевые слова: состояния кота Шредингера, декогеренция, различение квантовых состояний.
