論文の概要: Hyperentanglement in structured quantum light

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.01845v1
• Date: Tue, 2 Jun 2020 18:00:04 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-17 08:41:23.041216
• Title: Hyperentanglement in structured quantum light
• Title（参考訳）: 構造量子光におけるハイパーエンタングルメント
• Authors: Francesco Graffitti, Vincenzo D'Ambrosio, Massimiliano Proietti, Joseph Ho, Bruno Piccirillo, Corrado de Lisio, Lorenzo Marrucci, Alessandro Fedrizzi
• Abstract要約: 光の自由度が1つ以上の高次元量子系の絡み合いは、情報容量を増大させ、新しい量子プロトコルを可能にする。 本稿では、時間周波数およびベクトル渦構造モードで符号化された高次元・耐雑音性ハイパーエンタングル状態の関数的情報源を示す。 我々は2光子干渉と量子状態トモグラフィーによって特徴付けるテレコム波長で高い絡み合った光子対を生成し、ほぼ均一な振動と忠実さを達成する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 50.591267188664666
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Entanglement in high-dimensional quantum systems, where one or more degrees of freedom of light are involved, offers increased information capacities and enables new quantum protocols. Here, we demonstrate a functional source of high-dimensional, noise-resilient hyperentangled states encoded in time-frequency and vector-vortex structured modes, which in turn carry single-particle entanglement between polarisation and orbital angular momentum. Pairing nonlinearity-engineered parametric downconversion in an interferometric scheme with spin-to-orbital-angular-momentum conversion, we generate highly entangled photon pairs at telecom wavelength that we characterise via two-photon interference and quantum state tomography, achieving near-unity visibilities and fidelities. While hyperentanglement has been demonstrated before in photonic qubits, this is the first instance of such a rich entanglement structure involving spectrally and spatially structured light, where three different forms of entanglement coexist in the same biphoton state.
• Abstract（参考訳）: 1つ以上の光の自由度が関与する高次元量子システムにおける絡み合いは、情報容量を増加させ、新しい量子プロトコルを可能にする。 本稿では,時間-周波数およびベクトル-渦構造モードに符号化された高次元,ノイズ-レジリエントな超エンタングル状態の関数的源を示し,偏光と軌道角運動量との1粒子の絡み合いを示す。 2光子干渉と量子状態トモグラフィーにより特徴付けるテレコム波長において、スピン-軌道-角-運動量変換を用いたインターフェロメトリスキームによる非線形工学的パラメトリックダウンコンバージョンを行い、ニアユニティの可視性と忠実性を達成する。 ハイパーエンタングルメントは以前にもフォトニック量子ビットで証明されてきたが、スペクトル的および空間的に構成された光を含むリッチなエンタングルメント構造の最初の例であり、3つの異なる形式のエンタングルメントが同じ双光子状態で共存している。

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