Adaptive Compressive Tomography with No a priori Information /

양자 상태 단층촬영은 양자 정보 계산 분야, 특히 계의 차원이 증가함에 따라 측정을 구성하는 데에 상당히 많은 양의 측정 횟수를 요구하는 어려운 작업에서 중요한 부분을 차지하고 있다. 신호 복원 이론에서 비롯된 압축 센싱 기법은 양자 상태에 관한 사전 정보에 준하여 측정을 구성하여 적은 양의 측정 횟수로 양자 상태를 복원한다. 저자들은 현존하는 압축 센싱 기법에 영감을 받아 직관적으로 적응 압축 단층촬영 방법을 제안하고 실험을 수행하여, 계의 차원을 제외한 양자 상태에 관한 어떠한 추가 사전 정보 없이도 주어진 양자 상태를 복원하는 데 필요한 측정 횟수를 현저하게 줄일 수 있음을 확인하였다. 

Quantum state tomography is both a crucial component in the field of quantum information and computation and a formidable task that requires an incogitable number of measurement configurations as the system dimension grows. We propose and experimentally carry out an intuitive adaptive compressive tomography scheme, inspired by the traditional compressed-sensing protocol in signal recovery, that tremendously reduces the number of configurations needed to uniquely reconstruct any given quantum state without any additional a priori assumption whatsoever (such as rank information, purity, etc.) about the state, apart from its dimension. 

1. D. Ahn, Y. S. Teo, H. Jeong (서울대), F. Bouchard, F. Hufnagel, E. Karimi (University of Ottawa), D. Koutný, J. Řeháček, Z. Hradil (Palacký University), G. Leuchs, and L. L. Sánchez-Soto(Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts)

Phys. Rev. Lett. 122, 100404 (2019)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.122.100404

그림 설명

Schematic of the experimental setup based on the orbital angular momentum of light.