Vliv dekoherence na nelineární stlačení kvantových stavů

Bc. Vojtěch KALA

Master's thesis

Effects of decoherence on nonlinear squeezing of quantum states

Abstract:

This diploma thesis is considered with behaviour of non-linear squeezed states under decoherence. Recent development in the quantum computation over continuous variables stated the task of preparation of ancilla states which are needed in the scheme of cubic non-linearity preparation. This operation would provide a road out of the Gaussian states space, which is needed for construction of wider class of operations required by quantum computation. Non-linear squeezing, i.e. reduction of noise in a non-linear combination of quadrature operators, has appeared to be a good measure for suitability of ancilla states in this particular case. The behaviour of non-linear squeezing of an ancilla state prepared by ideal cubic non-linearity and linear squeezing, subjected to decoherence, is analysed in this work. The main aim is to find the limits of such a state, the level of sensitivity to losses and phase decoherence and dependence of the non-linear squeezing on the preparation operations and parameters characterising decoherence.

Abstract:

Tato diplomová práce se zabývá chováním nelineárně stlačených stavů, které byly vystaveny dekoherenci. Poslední vývoj v kvantovém počítání se spojitými proměnnými nastolil otázku přípravy pomocných stavů, které jsou zapotřebí ve schématu pro přípravu kubické nelinearity. Tato operace by umožnila vykročení z prostoru Gaussovských stavů, což je podmínkou pro konstrukci operací vyšších řádů vyžadovaných kvantovým počítáním. Nelineární stlačení, tj. redukce šumu nelineární kombinace kvadraturních operátorů, se v tomto případě ukazuje jako vhodná míra pro posouzení kvality připraveného pomocného stavu. V této práci je provedena analýza chování nelineárního stlačení dekoherovaného stavu připraveného ideální kubickou nelinearitou a lineárním stlačením. Hlavním cílem je objevení limitů takového stavu, úrovně citlivosti vzhledem ke ztrátám a fázové dekoherenci a závislosti nelineárního stlačení na parametrech přípravy stavu a charakteristikách dekoherence.

Keywords

Kubická nelinearita, nelineární stlačení, měřením indukované operace, dekoherence, kvantové počítání ve spojitých proměnných

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 1. 6. 2020

Thesis defence

• Supervisor: doc. Mgr. Petr Marek, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / field:
Physics / General Physics and Mathematical Physics