論文の概要: Generation, Characterization and Manipulation of Quantum Correlations in Electron Beams

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.12128v2
• Date: Wed, 11 Nov 2020 09:34:42 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-08 10:49:47.873152
• Title: Generation, Characterization and Manipulation of Quantum Correlations in Electron Beams
• Title（参考訳）: 電子ビームにおける量子相関の生成, キャラクタリゼーションおよび操作
• Authors: Shahaf Asban and Javier Garc\'ia de Abajo
• Abstract要約: エンタングルメントエンジニアリングは量子エンハンスド技術において中心的な役割を果たす。 しかし、自由電子は量子情報をエンコードし操作する能力が高いにもかかわらず、ほとんど探索されていない。
• 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: Entanglement engineering plays a central role in quantum-enhanced technologies, with potential physical platforms that outperform their classical counterparts. However, free electrons remain largely unexplored despite their great capacity to encode and manipulate quantum information, due in part the lack of a suitable theoretical framework. Here we link theoretical concepts from quantum information to available free-electron sources. Specifically, we consider the interactions among electrons propagating near the surface of a polariton-supporting medium, and study the entanglement induced by pair-wise coupling. These correlations depend on controlled interaction interval and the initial electron bandwidth. We show that long interaction times of broadband electrons extend their temporal coherence. This in turn is revealed through a widened Hong-Ou-Mandel peak, and associated with an increased entanglement entropy. We then introduce a discrete basis of electronic temporal-modes, and discriminate between them via coincidence detection with a shaped probe. This paves the way for ultrafast quantum information transfer by means of free electrons, rendering the large alphabet that they span in the time domain accessible.
• Abstract（参考訳）: 量子エンハンシング技術では、エンタングルメントエンジニアリングが中心的な役割を果たす。 しかしながら、自由電子は、量子情報をエンコードし操作する能力が高いにもかかわらず、適切な理論的枠組みが欠如しているため、ほとんど探索されていない。 ここでは、理論概念を量子情報から利用可能な自由電子源にリンクする。 具体的には、偏光子担持媒体の表面近傍で伝播する電子間の相互作用を考察し、対結合によって引き起こされる絡みについて検討する。 これらの相関は制御された相互作用間隔と初期電子帯域に依存する。 広帯域電子の長い相互作用時間は時間的コヒーレンスを延ばす。 これは拡大したホン・ウー・マンデル峰を通して明らかにされ、エントロピーの増加と関連している。 次に,電子的時間モードの離散基底を導入し,形状プローブとの一致検出により両者を判別する。 これにより、自由電子による超高速な量子情報伝達の道が開かれ、時間領域にまたがる大きなアルファベットがアクセスできるようになる。

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