論文の概要: Proposal and Proof-of-Principle Demonstration of Fast-Switching
Broadband Frequency-Shifting for a Frequency-Multiplexed Quantum Repeater
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.06214v1
- Date: Tue, 13 Oct 2020 07:48:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-29 05:10:47.541570
- Title: Proposal and Proof-of-Principle Demonstration of Fast-Switching
Broadband Frequency-Shifting for a Frequency-Multiplexed Quantum Repeater
- Title（参考訳）: 周波数多重量子リピータのための高速スイッチング広帯域周波数シフトの提案と原理実証
- Authors: Peng-Cheng Wang, Oriol Pietx-Casas, Mohsen Falamarzi Askarani, and
Gustavo Castro do Amaral
- Abstract要約: 非線形結晶において, 期待周波数シフト動作が達成可能であることを示す。
提案した周波数シフト解は、周波数多重化量子リピータアーキテクチャへの応用に期待できる候補である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.188761549219351
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: A proposal for fast-switching broadband frequency-shifting technology making
use of frequency conversion in a nonlinear crystal is set forth, whereby the
shifting is imparted to the converted photons by creating a bank of
frequency-displaced pump modes that can be selected by a photonic switch and
directed to the nonlinear crystal. Proof-of-principle results show that the
expected frequency-shifting operation can be achieved. Even though the
dimensions of the currently employed crystal and significant excess loss in the
experimental setup prevented conversion of single-photon-level inputs, thorough
experimental and theoretical analysis of the noise contribution allowed for the
estimation of the system performance in an optimized scenario, where the
expected signal-to-noise ratio for single-photon conversion and
frequency-shifting can reach up to 25 dB with proper narrow-band filtering and
state-of-the-art devices. The proposed frequency-shifting solution figures as a
promising candidate for applications in frequency-multiplexed quantum repeater
architectures with 25 dB output SNR (with 20\% conversion efficiency) and
capacity for 16 channels spread around a 100 GHz spectral region.
- Abstract（参考訳）: 非線形結晶における周波数変換を利用した高速スイッチング広帯域周波数シフト技術の提案を行い、フォトニックスイッチによって選択され非線形結晶に向けられる周波数ずれポンプモードのバンクを作成し、変換光子にシフトを付与する。
原理実証の結果,期待周波数シフト動作が可能となった。
現在採用されている結晶の寸法と実験装置における余剰損失が単一光子レベルの入力の変換を妨げているにもかかわらず、単一光子変換と周波数シフトのための信号対雑音比が、適切な狭帯域フィルタリングと最先端のデバイスで25dBに達するという最適化シナリオにおいて、システム性能の推定に有効なノイズコントリビューションの徹底的および理論的解析を行った。
提案手法は、25dB出力のSNR(変換効率が20\%)と16チャネルの容量が100GHzのスペクトル領域に広がる周波数多重化量子リピータアーキテクチャの応用候補として期待できる。
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