論文の概要: High-Dimensional Pixel Entanglement: Efficient Generation and
Certification
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.04994v4
- Date: Wed, 23 Dec 2020 13:32:50 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-25 06:25:55.298579
- Title: High-Dimensional Pixel Entanglement: Efficient Generation and
Certification
- Title（参考訳）: 高次元画素エンタングルメント:効率的な生成と認証
- Authors: Natalia Herrera Valencia, Vatshal Srivastav, Matej Pivoluska, Marcus
Huber, Nicolai Friis, Will McCutcheon, Mehul Malik
- Abstract要約: 逆位置-運動量-自由度におけるフォトニックな高次元絡み合いの証明について述べる。
我々は、19次元の状態空間において94.4%の状態忠実度、55個の局所次元での絡み合い、最大4個のエビットの絡み合いを示す。
我々の研究結果は、単一光子の情報伝達能力を飽和させるノイズロス量子ネットワークの道を開くものである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Photons offer the potential to carry large amounts of information in their
spectral, spatial, and polarisation degrees of freedom. While state-of-the-art
classical communication systems routinely aim to maximize this
information-carrying capacity via wavelength and spatial-mode division
multiplexing, quantum systems based on multi-mode entanglement usually suffer
from low state quality, long measurement times, and limited encoding capacity.
At the same time, entanglement certification methods often rely on assumptions
that compromise security. Here we show the certification of photonic
high-dimensional entanglement in the transverse position-momentum
degree-of-freedom with a record quality, measurement speed, and entanglement
dimensionality, without making any assumptions about the state or channels.
Using a tailored macro-pixel basis, precise spatial-mode measurements, and a
modified entanglement witness, we demonstrate state fidelities of up to 94.4%
in a 19-dimensional state-space, entanglement in up to 55 local dimensions, and
an entanglement-of-formation of up to 4 ebits. Furthermore, our measurement
times show an improvement of more than two orders of magnitude over previous
state-of-the-art demonstrations. Our results pave the way for noise-robust
quantum networks that saturate the information-carrying capacity of single
photons.
- Abstract（参考訳）: 光子は、そのスペクトル、空間、偏光度で大量の情報を運ぶことができる。
最先端の古典的通信システムは、波長と空間モード分割多重化による情報転送能力の最大化を常とするが、マルチモードの絡み合いに基づく量子システムは、通常、低い状態品質、長い測定時間、限られた符号化能力に悩まされる。
同時に、絡み合った認証手法は、しばしばセキュリティを侵害する仮定に依存する。
ここでは、状態やチャネルを仮定することなく、記録品質、測定速度、エンタングルメント次元を有する横位置運動量自由度におけるフォトニックな高次元エンタングルメントの証明を示す。
調整されたマクロピクセルベース、精密な空間モード測定、修正されたエンタングルメント証人を用いて、19次元の状態空間で94.4%の状態忠実度、55個の局所次元でのエンタングルメント、最大4ビットのエンタングルメント・オブ・フォームを示す。
さらに,従来の最先端の実証よりも2桁以上の精度向上が見られた。
その結果、単一光子の情報伝達能力を飽和させるノイズロバスト量子ネットワークへの道が開けた。
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