تخمین حالت کاواک کوانتومی تحت ورودی حالت خلا

سیستم‌های اپتیکی یکی از بسترهای پیاده‌سازی تکنولوژی‌های کوانتومی و کاواک یکی از اجزای اصلی این سیستم‌ها می‌باشد. تخمین حالت نیز به منظور درک رفتار سیستم‌های کوانتومی و کنترل آن‌ها از نقش ویژه‌ای برخوردار است. در این مقاله به استخراج معادلات فیلترینگ کاواک کوانتومی یک طرفه تحت ورودی میدان در حالت خلا پرداخته‌ شده‌ است. بدین منظور، عملگر تعداد به عنوان مشاهده‌پذیر مناسب برای کاواک انتخاب شده است. سپس روابط تخمین حالت (معادلات اصلی تصادفی) به شرط داشتن مشاهدات بدست آمده از اندازه‌گیری غیرمستقیم میدان خروجی از کاواک با آشکارساز هموداین و آشکارساز فوتون بطور جداگانه استخراج شده است. همچنین اثر تغییر پارامترهای کاواک روی چگونگی رفتار آن مورد بحث قرارگرفته است. در پایان با شبیه‌سازی معادلات اصلی تصادفی بدست آمده و مقایسه نتایج با معادله‌ی اصلی، صحت نتایج تائید شده است.

State estimation of a quantum cavity driven by vacuum state

One of the platforms for implementing quantum technologies is optical systems where the cavity is a major component. Furthermore, state estimation has a significant role in understanding the behavior and control of quantum systems. This paper concerns derivation of quantumfiltering equations for a onesided cavity driven by the field in the vacuum state. To this end, the number operator has been selected as an appropriate observable for the cavity. Then, filtering equations, namely stochastic master equation, have been derived considering observations which are measured by monitoring the output field either by Homodyne or photon detector. In addition, the effect of changing cavity parameters has been investigated on its behavior. Finally, the accuracy of the result has been validated by simulating the derived stochastic master equations and comparing with the master equation.