Skip to main content
Erschienen in: Quantum Information Processing 8/2016

01.08.2016

Entangled photon-added coherent states

verfasst von: Francisco A. Domínguez-Serna, Francisco J. Mendieta-Jimenez, Fernando Rojas

Erschienen in: Quantum Information Processing | Ausgabe 8/2016

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

We study the degree of entanglement of arbitrary superpositions of mn photon-added coherent states (PACS) \(\mathinner {|{\psi }\rangle } \propto u \mathinner {|{{\alpha },m}\rangle }\mathinner {|{{\beta },n }\rangle }+ v \mathinner {|{{\beta },n}\rangle }\mathinner {|{{\alpha },m}\rangle }\) using the concurrence and obtain the general conditions for maximal entanglement. We show that photon addition process can be identified as an entanglement enhancer operation for superpositions of coherent states (SCS). Specifically for the known bipartite positive SCS: \(\mathinner {|{\psi }\rangle } \propto \mathinner {|{\alpha }\rangle }_a\mathinner {|{-\alpha }\rangle }_b + \mathinner {|{-\alpha }\rangle }_a\mathinner {|{\alpha }\rangle }_b \) whose entanglement tends to zero for \(\alpha \rightarrow 0\), can be maximal if al least one photon is added in a subsystem. A full family of maximally entangled PACS is also presented. We also analyzed the decoherence effects in the entangled PACS induced by a simple depolarizing channel . We find that robustness against depolarization is increased by adding photons to the coherent states of the superposition. We obtain the dependence of the critical depolarization \(p_{\text {crit}}\) for null entanglement as a function of \(m,n, \alpha \) and \(\beta \).

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat Jozsa, R., Linden, N.: On the role of entanglement in quantum-computational speed-up. Proc. R. Soc. A Math. Phys. Eng. Sci. 459(2036), 2011–2032 (2003)ADSMathSciNetCrossRefMATH Jozsa, R., Linden, N.: On the role of entanglement in quantum-computational speed-up. Proc. R. Soc. A Math. Phys. Eng. Sci. 459(2036), 2011–2032 (2003)ADSMathSciNetCrossRefMATH
3.
Zurück zum Zitat Bennett, C.H., DiVincenzo, D.P.: Quantum information and computation. Nature 404, 247 (2000)ADSCrossRef Bennett, C.H., DiVincenzo, D.P.: Quantum information and computation. Nature 404, 247 (2000)ADSCrossRef
4.
Zurück zum Zitat Knill, E., Laflamme, R., Milburn, G.J.: A scheme for efficient quantum computation with linear optics. Nature 409(6816), 46–52 (2001)ADSCrossRefMATH Knill, E., Laflamme, R., Milburn, G.J.: A scheme for efficient quantum computation with linear optics. Nature 409(6816), 46–52 (2001)ADSCrossRefMATH
5.
Zurück zum Zitat Wang, S., Hou, L.L., Chen, X.F., Xu, X.F.: Continuous-variable quantum teleportation with non-Gaussian entangled states generated via multiple-photon subtraction and addition. Phys. Rev. A 91(6), 063832 (2015)ADSCrossRef Wang, S., Hou, L.L., Chen, X.F., Xu, X.F.: Continuous-variable quantum teleportation with non-Gaussian entangled states generated via multiple-photon subtraction and addition. Phys. Rev. A 91(6), 063832 (2015)ADSCrossRef
6.
Zurück zum Zitat Madsen, L.S., Usenko, V.C., Lassen, M., Filip, R., Andersen, U.L.: Continuous variable quantum key distribution with modulated entangled states. Nat. Commun. 3, 1083 (2012)ADSCrossRef Madsen, L.S., Usenko, V.C., Lassen, M., Filip, R., Andersen, U.L.: Continuous variable quantum key distribution with modulated entangled states. Nat. Commun. 3, 1083 (2012)ADSCrossRef
7.
Zurück zum Zitat Neergaard-Nielsen, J.S., Takeuchi, M., Wakui, K., Takahashi, H., Hayasaka, K., Takeoka, M., Sasaki, M.: Optical Continuous-Variable Qubit. Phys. Rev. Lett. 105(5), 053602 (2010)ADSCrossRefMATH Neergaard-Nielsen, J.S., Takeuchi, M., Wakui, K., Takahashi, H., Hayasaka, K., Takeoka, M., Sasaki, M.: Optical Continuous-Variable Qubit. Phys. Rev. Lett. 105(5), 053602 (2010)ADSCrossRefMATH
9.
Zurück zum Zitat Zavatta, A., Viciani, S., Bellini, M.: Quantum-to-classical transition with single-photon-added coherent states of light. Science 306(5696), 660–662 (2004)ADSCrossRef Zavatta, A., Viciani, S., Bellini, M.: Quantum-to-classical transition with single-photon-added coherent states of light. Science 306(5696), 660–662 (2004)ADSCrossRef
10.
Zurück zum Zitat Agarwal, G., Tara, K.: Nonclassical properties of states generated by the excitations on a coherent state. Phys. Rev. A 43(1), 492–497 (1991)ADSCrossRef Agarwal, G., Tara, K.: Nonclassical properties of states generated by the excitations on a coherent state. Phys. Rev. A 43(1), 492–497 (1991)ADSCrossRef
11.
Zurück zum Zitat Kenfack, A., Zyczkowski, K.: Negativity of the Wigner function as an indicator of non-classicality. J. Opt. B Quantum Semiclass. Opt. 6(10), 396 (2004)ADSMathSciNetCrossRef Kenfack, A., Zyczkowski, K.: Negativity of the Wigner function as an indicator of non-classicality. J. Opt. B Quantum Semiclass. Opt. 6(10), 396 (2004)ADSMathSciNetCrossRef
12.
Zurück zum Zitat Bartley, T.J., Walmsley, I.A.: Directly comparing entanglement-enhancing non-Gaussian operations. New J. Phys 17(2), 023,038 (2015)CrossRef Bartley, T.J., Walmsley, I.A.: Directly comparing entanglement-enhancing non-Gaussian operations. New J. Phys 17(2), 023,038 (2015)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat Eisert, J., Scheel, S., Plenio, M.B.: Distilling Gaussian states with gaussian operations is impossible. Phys. Rev. Lett. 89(13), 137903 (2002)ADSMathSciNetCrossRefMATH Eisert, J., Scheel, S., Plenio, M.B.: Distilling Gaussian states with gaussian operations is impossible. Phys. Rev. Lett. 89(13), 137903 (2002)ADSMathSciNetCrossRefMATH
14.
15.
Zurück zum Zitat Nogueira, K., Silva, J.B.R., Gonçalves, J.R., Vasconcelos, H.M.: Polarization and entanglement of photon-added coherent states. Phys. Rev. A 87(4), 043,821 (2013)CrossRef Nogueira, K., Silva, J.B.R., Gonçalves, J.R., Vasconcelos, H.M.: Polarization and entanglement of photon-added coherent states. Phys. Rev. A 87(4), 043,821 (2013)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat Wootters, W.K.: Entanglement of formation of an arbitrary state of two qubits. Phys. Rev. Lett. 80, 2245–2248 (1998)ADSCrossRef Wootters, W.K.: Entanglement of formation of an arbitrary state of two qubits. Phys. Rev. Lett. 80, 2245–2248 (1998)ADSCrossRef
18.
19.
Zurück zum Zitat Navarrete-Benlloch, C., García-Patrón, R., Shapiro, J.H., Cerf, N.J.: Enhancing quantum entanglement by photon addition and subtraction. Phys. Rev. A 86, 012328 (2012)ADSCrossRef Navarrete-Benlloch, C., García-Patrón, R., Shapiro, J.H., Cerf, N.J.: Enhancing quantum entanglement by photon addition and subtraction. Phys. Rev. A 86, 012328 (2012)ADSCrossRef
20.
Zurück zum Zitat Nielsen, M., Chuang, I.L.: Quantum Computation and Quantum Information, 1st edn. Cambridge University Press, Cambridge (2000)MATH Nielsen, M., Chuang, I.L.: Quantum Computation and Quantum Information, 1st edn. Cambridge University Press, Cambridge (2000)MATH
21.
Zurück zum Zitat Holevo, A.S., Giovannetti, V.: Quantum channels and their entropic characteristics. Rep. Prog. Phys. 75(4), 046001 (2012)ADSMathSciNetCrossRef Holevo, A.S., Giovannetti, V.: Quantum channels and their entropic characteristics. Rep. Prog. Phys. 75(4), 046001 (2012)ADSMathSciNetCrossRef
22.
Zurück zum Zitat Audretsch, J.: Entangled Systems, New Directions in Quantum Physics. Wiley-VCH Verlag GmbH, Weinheim (2008)MATH Audretsch, J.: Entangled Systems, New Directions in Quantum Physics. Wiley-VCH Verlag GmbH, Weinheim (2008)MATH
23.
Zurück zum Zitat O’Connor, K.M., Wootters, W.K.: Entangled rings. Phys. Rev. A 63, 052302 (2001)ADSCrossRef O’Connor, K.M., Wootters, W.K.: Entangled rings. Phys. Rev. A 63, 052302 (2001)ADSCrossRef
24.
Zurück zum Zitat Jeong, H., Zavatta, A., Kang, M., Lee, Sw, Costanzo, L.S., Grandi, S., Ralph, T.C., Bellini, M.: Generation of hybrid entanglement of light. Nat. Photonics 8, 564–569 (2014)ADSCrossRef Jeong, H., Zavatta, A., Kang, M., Lee, Sw, Costanzo, L.S., Grandi, S., Ralph, T.C., Bellini, M.: Generation of hybrid entanglement of light. Nat. Photonics 8, 564–569 (2014)ADSCrossRef
Metadaten
Titel
Entangled photon-added coherent states
verfasst von
Francisco A. Domínguez-Serna
Francisco J. Mendieta-Jimenez
Fernando Rojas
Publikationsdatum
01.08.2016
Verlag
Springer US
Erschienen in
Quantum Information Processing / Ausgabe 8/2016
Print ISSN: 1570-0755
Elektronische ISSN: 1573-1332
DOI
https://doi.org/10.1007/s11128-016-1325-9

Weitere Artikel der Ausgabe 8/2016

Quantum Information Processing 8/2016 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt