Continuous-variable teleportation in the characteristic-function description

We give a description of the continuous-variable teleportation protocol in terms of the characteristic functions of the quantum states involved. The Braunstein--Kimble protocol is written for an unbalanced homodyne measurement and arbitrary input and resource states. We show that the output of the protocol is a superposition between the input one-mode field and a classical one induced by measurement and classical communication. We choose to describe the input state distortion through teleportation by the average photon number of the measurement-induced field. Only in the case of symmetric resource states we find a relation between the optimal added noise and the minimal EPR correlations used to define inseparability.Comment: 12 page

Bures distance as a measure of entanglement for symmetric two-mode Gaussian states

We evaluate a Gaussian entanglement measure for a symmetric two-mode Gaussian state of the quantum electromagnetic field in terms of its Bures distance to the set of all separable Gaussian states. The required minimization procedure was considerably simplified by using the remarkable properties of the Uhlmann fidelity as well as the standard form II of the covariance matrix of a symmetric state. Our result for the Gaussian degree of entanglement measured by the Bures distance depends only on the smallest symplectic eigenvalue of the covariance matrix of the partially transposed density operator. It is thus consistent to the exact expression of the entanglement of formation for symmetric two-mode Gaussian states. This non-trivial agreement is specific to the Bures metric.Comment: published versio

Prognosis of surface deformation by the influence function method in terms of Paroseni mine (Romania)

Purpose. The paper analyzes a problem of surface deformation as a result of low-inclined seam underground mining in Paroseni mine, Romania. Solving this problem makes it possible to predict the effects of the underground mining on the surface while offering the possibility of taking appropriate measures to protect the objects already available in the area or those to be built. Methods. In order to analyze the behavior of the surface affected by underground mining of the coal seams in Paroseni mine, the influence function method was applied. Findings. In the paper, the authors analyze how the underground mining acts on the surface in the case of the coal extraction in Paroseni mine, Jiu Valley, Romania. The possibility of important object placing in the area affected by the underground mining has also been analyzed. Originality. The paper is an original case study; the results, presented by the authors, have been obtained while using the influence function method, a well-known and widely applied method for investigating the subsidence phenomenon. Practical implications. The obtained results represent the prognosis of the surface deformation due to underground coal mining in Paroseni mine, Romania. These results were considered precise enough to determine the amount of surface deformation and the possibility of important object placing in the area affected by the extraction.Мета. Прогнозування деформації земної поверхні в результаті підземної розробки похилих вугільних пластів у межах гірничого відводу шахти Паросені (Румунія) методом функції впливу. Методика. Для оцінки деформації поверхні в околиці шахти Паросені використано метод функцій впливу Кноте, який застосовано до відпрацьованих панелей вугільних пластів №3 і 5, а також моніторингові спостереження поверхневою станцією. Область, що представляє науковий інтерес, була виділена із застосуванням методу функції впливу та шляхом об’єднання воронки опускання, пов’язаної з кожної панеллю за допомогою програмного забезпечення Excel, AutoCAD і спрогнозована у 3D-зображенні. Результати. Встановлено, що поверхня, де проектується промисловий об’єкт у районі гірничого відводу шахти, зазнає значних зсувів в обох напрямках X та Y, що пов’язано зі значним числом досліджуваних панелей. В результаті оцінки прогнозованих горизонтальних зсувів для проектованого об’єкта очевидно, що він може піддаватися поперечним горизонтальним зміщенням близько 1 м і поздовжнім горизонтальним зміщенням близько 2 м, тому поверхня не є безпечною з точки зору стійкості, а закладення об’єкта рекомендується змістити до більш стабільної області. Порівняння результатів, отриманих за допомогою функції впливу, з виміряними на поверхні шляхом станції моніторингу, показало, що зміщення вище, ніж прогнозувалося, і пов’язане з тим, що станція моніторингу була розміщена задовго до початку видобутку в цій області. Наукова новизна. Вперше для гірничо-геологічних умов розробки вугільних пластів шахти Паросені виконано прогнозування та оцінку деформацій земної поверхні методом функції впливу, який є відомим і широко застосовуваним методом при дослідженні явища осідання. Практична значимість. Отримані результати дають можливість спрогнозувати вплив підземної розробки корисних копалин на поверхню, а саме, з достатньою точність визначити обсяг деформованої поверхні та розташування важливих об’єктів у зоні розробки з метою подальшого прийняття відповідних заходів для захисту уже існуючих об’єктів і об’єктів, які будуть побудовані.Цель. Прогнозирование деформации земной поверхности в результате подземной разработки наклонных угольных пластов в пределах горного отвода шахты Паросени (Румыния) методом функции влияния. Методика. Для оценки деформации поверхности в окрестности шахты Паросени использован метод функций влияния Кнота, который применен к отработанным панелям угольных пластов №3 и 5, а также мониторинговые наблюдения поверхностной станцией. Представляющая научный интерес область была ограничена с применением метода функции влияния и посредством объединения воронки опускания, связанной с каждой панелью, при помощи программного обеспечения Excel, AutoCAD и спрогнозирована в 3D-изображении. Результаты. Установлено, что поверхность, где проектируется промышленный объект в районе горного отвода шахты, подвергается значительным смещениям в обоих направлениях X и Y, что связано со значительным числом исследуемых панелей. В результате оценки спрогнозированных горизонтальных смещений для проектируемого объекта очевидно, что он может подвергаться поперечным горизонтальным смещениям около 1 м и продольным горизонтальным смещениям порядка 2 м, поэтому поверхность не является безопасной с точки зрения устойчивости, а заложение объекта рекомендуется сместить до более стабильной области. Сравнение результатов, полученных с помощью функции влияния, с измеренными на поверхности посредством станции мониторинга, показало, что смещение выше, чем прогнозировалось, и связано с тем, что станция мониторинга была размещена задолго до начала добычи в этой области. Научная новизна. Впервые для горно-геологических условий разработки угольных пластов шахты Паросени выполнено прогнозирование и оценка деформаций земной поверхности методом функции влияния, являющийся известным и широко применяемым методом при исследовании явления оседания. Практическая значимость. Полученные результаты дают возможность спрогнозировать влияние подземной разработки полезных ископаемых на поверхность, а именно, с достаточной точность определить объем деформированной поверхности и расположение важных объектов в зоне разработки с целью последующего принятия соответствующих мер для защиты уже существующих объектов и объектов, которые будут построены.Thanks to the staff from the geology and surveying office of the Paroseni Mine. We also thank to the management of the University of Petroșani for the logistics provided to us and to Mr. Professor PhD. Mining Eng. Onica Ilie for guidance

Optimal purifications and fidelity for displaced thermal states

We evaluate the Uhlmann fidelity between two one-mode displaced thermal states as the maximal probability transition between appropriate purifications of the given states. The optimal purifications defining the fidelity are proved to be two-mode displaced Gaussian states.Comment: published versio

Continuous-variable teleportation: a new look

In contrast to discrete-variable teleportation, a quantum state is imperfectly transferred from a sender to a remote receiver in a continuous-variable setting. We recall the ingenious scheme proposed by Braunstein and Kimble for teleporting a one-mode state of the quantum radiation field. By analyzing this protocol, we have previously proven the factorization of the characteristic function of the output state. This indicates that teleportation is a noisy process that alters, to some extent, the input state. Teleportation with a two-mode Gaussian EPR state can be described in terms of the superposition of a distorting field with the input one. Here we analyze the one-mode Gaussian distorting-field state. Some of its most important properties are determined by the statistics of a positive EPR operator in the two-mode Gaussian resource state. We finally examine the fidelity of teleportation of a coherent state when using an arbitrary resource state.Comment: Contribution to the special issue of Romanian Journal of Physics dedicated to the centenary of Serban Titeica (1908-1985), the founder of the school of theoretical physics in Romani