論文の概要: Multi-core fiber integrated multi-port beamsplitters for quantum information processing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.11056v2
• Date: Wed, 20 May 2020 18:59:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-05 06:44:36.769898
• Title: Multi-core fiber integrated multi-port beamsplitters for quantum information processing
• Title（参考訳）: 量子情報処理用マルチコアファイバ集積マルチポートビームスプリッター
• Authors: J. Cari\~ne, G. Ca\~nas, P. Skrzypczyk, I. \v{S}upi\'c, N. Guerrero, T. Garcia, L. Pereira, M. A. S. Prosser, G. B. Xavier, A. Delgado, S. P. Walborn, D. Cavalcanti and G. Lima
• Abstract要約: 我々は、マルチコア光ファイバーを操作するための新しい手法に基づいて、高品質なN倍N$マルチポートビームスプリッタの製造について報告する。 高い可視性により、バイナリプロトコルの1ビット限界を超え、実験ラウンド当たりの認証されたプライベートランダムネスが1.23ビットに達する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Multi-port beamsplitters are cornerstone devices for high-dimensional quantum information tasks, which can outperform the two-dimensional ones. Nonetheless, the fabrication of such devices has been proven to be challenging with progress only recently achieved with the advent of integrated photonics. Here, we report on the production of high-quality $N \times N$ (with $N=4,7$) multi-port beamsplitters based on a new scheme for manipulating multi-core optical fibers. By exploring their compatibility with optical fiber components, we create 4-dimensional quantum systems and implement the measurement-device-independent random number generation task with a programmable 4-arm interferometer operating at a 2 MHz repetition rate. Thanks to the high visibilities observed, we surpass the 1-bit limit of binary protocols and attain 1.23 bits of certified private randomness per experimental round. Our result demonstrates that fast switching, low-loss and high optical quality for high-dimensional quantum information can be simultaneously achieved with multi-core fiber technology.
• Abstract（参考訳）: マルチポートビームスプリッターは、高次元量子情報処理のための基礎的な装置であり、2次元よりも優れている。 それにもかかわらず、そのようなデバイスの製造は、統合フォトニクスの出現によって最近になって達成された進歩に挑戦することが証明されている。 本報告では, マルチコア光ファイバーの新たな操作方式に基づき, 高品質な$N \times N$($N=4,7$)マルチポートビームスプリッタの製造について報告する。 光ファイバ部品との互換性を探求することにより、4次元量子システムを作成し、2MHz繰り返し動作可能な4腕干渉計を用いて測定デバイス非依存のランダム数生成タスクを実装する。 高い可視性により、バイナリプロトコルの1ビット限界を超え、実験ラウンド当たりの認証されたプライベートランダムネスが1.23ビットに達する。 その結果,高次元量子情報に対する高速スイッチング,低損失,高光学的品質をマルチコアファイバ技術で同時に実現できることが示唆された。

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