論文の概要: All-optical phase-sensitive detection for ultra-fast quantum computation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.08216v2
- Date: Thu, 20 Aug 2020 02:07:19 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-05 20:43:34.187991
- Title: All-optical phase-sensitive detection for ultra-fast quantum computation
- Title（参考訳）: 超高速量子計算のための全光位相感度検出
- Authors: Naoto Takanashi, Asuka Inoue, Takahiro Kashiwazaki, Takushi Kazama,
Koji Enbutsu, Ryoichi Kasahara, Takeshi Umeki, Akira Furusawa
- Abstract要約: 従来の電気位相感度検出器の帯域幅は、数ギガヘルツである。
全光位相感度検出を用いてテラヘルツ順序検出帯域を実現する理論が提案されている。
我々は、高強度連続波ポンプ光に対して高い耐久性を有する周期偏極LiNbO$_3$導波路からなるファイバカップリング$chi(2)$OPAを採用する。
- 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: Phase-sensitive detection is the essential projective measurement for
measurement-based continuous-variable quantum information processing. The
bandwidth of conventional electrical phase-sensitive detectors is up to several
gigahertz, which would limit the speed of quantum computation. It is
theoretically proposed to realize terahertz-order detection bandwidth by using
all-optical phase-sensitive detection with an optical parametric amplifier
(OPA). However, there have been experimental obstacles to achieve large
parametric gain for continuous waves, which is required for use in quantum
computation. Here, we adopt a fiber-coupled $\chi^{(2)}$ OPA made of a
periodically poled LiNbO${}_{3}$ waveguide with high durability for intense
continuous-wave pump light. Thanks to that, we manage to detect quadrature
amplitudes of broadband continuous-wave squeezed light. 3 dB of squeezing is
measured up to 3 THz of sideband frequency with an optical spectrum analyzer.
Furthermore, we demonstrate the phase-locking and dispersion compensation of
the broadband continuous-wave squeezed light, so that the phase of the squeezed
light is maintained over 1 THz. The ultra-broadband continuous-wave detection
method and dispersion compensation would help to realize all-optical quantum
computation with over-THz clock frequency.
- Abstract（参考訳）: 位相感度検出は、測定に基づく連続可変量子情報処理に不可欠な射影測定である。
従来の電気位相感度検出器の帯域幅は数ギガヘルツであり、量子計算の速度を制限している。
光パラメトリック増幅器(OPA)を用いた全光位相感度検出を用いてテラヘルツ順序検出帯域を実現する。
しかしながら、連続波に対する大きなパラメトリックゲインを達成するための実験的な障害が存在しており、量子計算での使用には必須である。
ここでは、連続波ポンプ光に対して高い耐久性を有する周期的に分極されたlinbo${}_{3}$導波路からなるファイバー結合の$\chi^{(2)}$ opaを採用する。
これにより、ブロードバンド連続波励起光の4次振幅を検出することができる。
3dbのスクイージングを光スペクトル分析器を用いてサイドバンド周波数3thzまで測定する。
さらに, ブロードバンド連続波励起光の位相同期と分散補償を実演し, 圧縮光の位相が1Hz以上維持されることを示した。
超広帯域連続波検出法と分散補償は、超thzクロック周波数の全光量子計算を実現するのに役立つ。
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