論文の概要: Nondestructive detection of photonic qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.14677v1
- Date: Fri, 26 Mar 2021 18:25:06 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-06 19:10:39.758384
- Title: Nondestructive detection of photonic qubits
- Title（参考訳）: フォトニック量子ビットの非破壊検出
- Authors: Dominik Niemietz, Pau Farrera, Stefan Langenfeld, and Gerhard Rempe
- Abstract要約: 我々は、符号化された量子ビットを破壊せずに光子を隠蔽する非破壊光量子ビット検出器を開発した。
量子ビット生存率$(79pm3)%$、光子生存確率$(31pm1)%$、および量子ビット情報の忠実度$(96.2pm0.3)%$の非破壊検出効率を実現する。
- 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: One of the biggest challenges in experimental quantum information is to keep
the fragile superposition state of a qubit alive. Long lifetimes can be
achieved for material qubit carriers as memories, at least in principle, but
not for propagating photons that are rapidly lost by absorption, diffraction or
scattering. The loss problem can be mitigated with a nondestructive photonic
qubit detector that heralds the photon without destroying the encoded qubit.
Such detector is envisioned to facilitate protocols where distributed tasks
depend on the successful dissemination of photonic qubits, to improve
loss-sensitive qubit measurements, and to enable certain quantum key
distribution attacks. Here we demonstrate such a detector based on a single
atom in two crossed fibre-based optical resonators, one for qubit-insensitive
atom-photon coupling, the other for atomic-state detection. We achieve a
nondestructive detection efficiency upon qubit survival of $(79\pm3)\,\%$, a
photon survival probability of $(31\pm1)\,\%$, and preserve the qubit
information with a fidelity of $(96.2\pm0.3)\,\%$. To illustrate the potential
of our detector we show that it can provide, already with current parameters,
an advantage for long-distance entanglement and quantum-state distribution,
resource optimization via qubit amplification, and detection-loophole-free Bell
tests.
- Abstract（参考訳）: 実験量子情報の最大の課題の1つは、量子ビットの脆弱な重ね合わせ状態を維持することである。
物質量子キャリアを記憶として、少なくとも原理的には、吸収、回折、散乱によって急速に失われる光子の伝播のために、長い寿命が達成できる。
損失問題は、符号化された量子ビットを破壊することなく光子を隠蔽する非破壊フォトニック量子ビット検出器で緩和することができる。
このような検出器は、分散タスクがフォトニック量子ビットの拡散に大きく依存するプロトコルを容易にし、損失に敏感な量子ビットの測定を改善し、特定の量子鍵分布攻撃を可能にする。
本稿では,2つの交叉ファイバー系光共振器における1つの原子に基づく検出器について,量子ビット非感光性原子光子結合用と原子状態検出用とを例示する。
クビット生存率を$(79\pm3)\,\%$,光子生存確率を$(31\pm1)\,\%$とすることで、クビット情報の忠実度を$(96.2\pm0.3)\,\%$とする。
検出器のポテンシャルを説明するために、既に現在のパラメータで、長距離の絡み合いと量子状態分布の利点、量子ビット増幅によるリソース最適化、検出ループホールフリーベルテストを提供できることを示します。
関連論文リスト
- Efficient nuclear spin - photon entanglement with optical routing [0.0]
量子ネットワークと分散量子コンピュータは、光子と長寿命量子メモリの間の絡み合い生成に依存している。
ここでは、ダイヤモンド中の原子スピン量子ビットとフォトニック時間ビン量子ビットとのハイブリッド絡みの検出効率を最大化する。
この結果から,将来の高性能量子ネットワークへの道が開けた。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-03T17:01:03Z) - QUICK$^3$ -- Design of a satellite-based quantum light source for
quantum communication and extended physical theory tests in space [73.86330563258117]
単一光子ソースは、衛星ベースの量子キー分散シナリオにおけるセキュアなデータレートを向上させることができる。
ペイロードは3U CubeSatに統合され、2024年に低軌道への打ち上げが予定されている。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-26T15:34:11Z) - Experimental realization of deterministic and selective photon addition
in a bosonic mode assisted by an ancillary qubit [50.591267188664666]
ボソニック量子誤り訂正符号は、主に単一光子損失を防ぐために設計されている。
エラー修正には、エラー状態 -- 逆のパリティを持つ -- をコード状態にマッピングするリカバリ操作が必要です。
ここでは、ボソニックモード上での光子数選択同時光子加算演算のコレクションを実現する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-22T23:32:21Z) - On-chip quantum information processing with distinguishable photons [55.41644538483948]
多光子干渉は光量子技術の中心にある。
そこで本研究では,共振器型集積光子源に必要なスケールで変形した光子を干渉させるのに十分な時間分解能で検出を実装できることを実験的に実証した。
ボソンサンプリング実験において,非イデアル光子の時間分解検出がエンタングル操作の忠実度を向上し,計算複雑性の低減を図ることができることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-10-14T18:16:49Z) - Suppressing Amplitude Damping in Trapped Ions: Discrete Weak
Measurements for a Non-unitary Probabilistic Noise Filter [62.997667081978825]
この劣化を逆転させるために、低オーバーヘッドプロトコルを導入します。
振幅減衰雑音に対する非単位確率フィルタの実装のための2つのトラップイオンスキームを提案する。
このフィルタは、単一コピー準蒸留のためのプロトコルとして理解することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-06T18:18:41Z) - Detecting a single atom in a cavity using the $\chi^{(2)}$ nonlinear
medium [13.768073095397243]
本稿では,$chi(2)$非線形媒質の助けを借りて,キャビティ内の単一原子を検出するプロトコルを提案する。
提案プロトコルは、制御可能なスクイーズ強度や原子-キャビティ結合強度の指数的増大など、いくつかの利点を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-22T07:40:00Z) - Near-ideal spontaneous photon sources in silicon quantum photonics [55.41644538483948]
集積フォトニクスは量子情報処理のための堅牢なプラットフォームである。
非常に区別がつかず純粋な単一の光子の源は、ほぼ決定的か高い効率で隠蔽されている。
ここでは、これらの要件を同時に満たすオンチップ光子源を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-19T16:46:44Z) - Quantum metamaterial for nondestructive microwave photon counting [52.77024349608834]
弱い非線形メタマテリアルに基づいてマイクロ波領域で動作する単一光子検出器の設計を提案する。
単光子検出の忠実度はメタマテリアルの長さとともに増加し,実験的に現実的な長さで接近することを示す。
光領域で動作する従来の光子検出器とは対照的に、光子検出により光子を破壊せず、光子波束を最小限に乱す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-13T18:00:03Z) - Scalable integrated single-photon source [0.0]
フォトニック量子ビットは、分散量子ネットワークにデプロイ可能な量子情報処理のキーイネーラである。
主な課題はノイズとデコヒーレンスプロセスを克服し、生成効率と光子の不識別性に関するベンチマークに到達することである。
量子ドットを用いた「オンチップ」における近ユニティ不明瞭性を特徴とする決定論的単一光子源の実現について報告する。
この装置は、光子間の相違性の観測不可能な減少を伴わずに、100ドル以上の単光子の長い文字列を生成する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-03-19T17:32:04Z) - Loss-tolerant transmission of multiphoton-qubit information via hybrid
entanglement [0.0]
損失耐性キャリアキュービットを用いたハイブリッド・エンタングルメントを用いたマルチ光子量子ビット情報のテレポート方式の提案と解析を行う。
真空および単一光子量子ビットによるテレポーテーションは、多重光子量子ビットの約10倍の光子損失を許容する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-03-16T06:42:38Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。