論文の概要: Quantum photonics with active feedback loops

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2002.08154v2
• Date: Fri, 21 Aug 2020 08:01:58 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-03 04:57:13.420474
• Title: Quantum photonics with active feedback loops
• Title（参考訳）: アクティブフィードバックループを持つ量子フォトニクス
• Authors: M. Engelkemeier, L. Lorz, Syamsundar De, B. Brecht, I. Dhand, M. B. Plenio, C. Silberhorn, J. Sperling
• Abstract要約: 我々はループベースの光ネットワークで生成・伝播する多光子状態の効率的な記述のための統一理論フレームワークを開発する。 対象状態の忠実度に対する正確な表現,シャーディング型測定の成功確率,および光学モード間の相関について述べる。
• 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: We develop a unified theoretical framework for the efficient description of multiphoton states generated and propagating in loop-based optical networks which contain nonlinear elements. These active optical components are modeled as nonlinear media, resembling a two-mode squeezer. First, such nonlinear components can be seeded to manipulate quantum states of light, as such enabling photon addition protocols. And, second, they can function as an amplifying medium for quantum light. To prove the practical importance of our approach, the impact of multiple round trips is analyzed for states propagating in experimentally relevant loop configurations of networks, such as time-multiplexed driven quantum walks and iterative photon-number state generation protocols. Our method not only enables us to model such complex systems but also allows us to propose alternative setups that overcome previous limitations. To characterize the systems under study, we provide exact expressions for fidelities with target states, success probabilities of heralding-type measurements, and correlations between optical modes, including many realistic imperfections. Moreover, we provide an easily implementable numerical approach by devising a vector-type representation of photonic states, measurement operators, and passive and active processes.
• Abstract（参考訳）: 非線形要素を含むループ型光ネットワークにおいて生成・伝播する多光子状態の効率的な記述のための統一理論フレームワークを開発した。 これらの光学活性成分は2モードスクイーサーに似た非線形媒体としてモデル化される。 第一に、そのような非線形成分は光子の量子状態を操作するためにシードすることができ、光子付加プロトコルを可能にする。 そして第二に、量子光の増幅媒体として機能する。 提案手法の実際的重要性を証明するため,時間多重駆動量子ウォークや反復光子数状態生成プロトコルなどのネットワークのループ構成が伝播する状態に対して,複数ラウンドトリップの影響を解析した。 このような複雑なシステムをモデル化できるだけでなく、従来の制限を克服する代替設定も提案できる。 そこで,本研究では,対象状態の忠実度,シーディング型測定の成功確率,および多くの現実的不完全性を含む光学モード間の相関を正確に表現する。 さらに,光子状態,測定演算子,受動・アクティブなプロセスのベクトル型表現を考案し,容易に実装可能な数値手法を提案する。

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