論文の概要: On-demand source of dual-rail photon pairs based on chiral interaction
in a nanophotonic waveguide
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.03519v2
- Date: Mon, 17 Jan 2022 15:43:33 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-15 20:42:02.670989
- Title: On-demand source of dual-rail photon pairs based on chiral interaction
in a nanophotonic waveguide
- Title（参考訳）: ナノフォトニック導波路におけるキラル相互作用に基づくデュアルレール光子対のオンデマンド源
- Authors: Freja T. {\O}stfeldt, Eva M. Gonz\'alez-Ruiz, Nils Hauff, Ying Wang,
Andreas D. Wieck, Arne Ludwig, R\"udiger Schott, Leonardo Midolo, Anders S.
S{\o}rensen, Ravitej Uppu and Peter Lodahl
- Abstract要約: 絡み合いは先進的な量子技術の燃料である。
フォトニクスにおいて、エンタングルメントは伝統的に確率論的に生成される。
デュアルレール光子対のオンデマンドソースを提案し,実験的に実現する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.3776015607838747
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Entanglement is the fuel of advanced quantum technology. It is for instance
consumed in measurement-based quantum computing and allows loss-tolerant
encoding of quantum information. In photonics, entanglement has traditionally
been generated probabilistically, requiring massive multiplexing for scaling up
to many photons. An alternative approach utilizes quantum emitters in
nanophotonic devices for deterministic generation of single photons, which an
be extended to two- and multi-photon generation on demand. The proposed
polarization-entanglement sources are, however, incompatible with spatial
dual-rail qubit encoding, which is preferred in photonic quantum computing
realized in scalable integrated photonic circuits. Here we propose and
experimentally realize an on-demand source of dual-rail photon pairs using a
quantum dot in a planar nanophotonic waveguide. The source exploits the
cascaded decay of a biexciton state and chiral light-matter coupling to achieve
deterministic generation of spatial dual-rail Bell pairs with the amount of
entanglement determined by the chirality. The operational principle can readily
be extended to multi-photon entanglement generation, and such sources may be
interfaced with advanced photonic-integrated circuits, e.g., for efficient
preparation of entanglement resource states for photonic quantum computing.
- Abstract（参考訳）: 絡み合いは高度な量子技術の燃料である。
例えば、測定ベースの量子コンピューティングで消費され、量子情報の損失耐性エンコーディングを可能にする。
フォトニクスでは、エンタングルメントは伝統的に確率論的に生成され、多くの光子にスケールアップするために大量の多重化を必要とする。
代替のアプローチとして、ナノフォトニックデバイスにおける量子エミッターを使用して、要求に応じて2光と複数光に拡張される単一の光子を決定論的に生成する。
しかし、提案された偏光エンタングルメント源は、スケーラブルな集積フォトニック回路で実現されるフォトニック量子コンピューティングにおいて好まれる空間的デュアルレール量子ビット符号化とは相容れない。
本稿では,平面型ナノフォトニック導波路における量子ドットを用いたデュアルレール光子対のオンデマンド源の提案と実験を行う。
ソースは、双エクシトン状態とキラル光物質結合のカスケード崩壊を利用して、キラル性によって決定される絡み合いの量で空間二重レールベル対を決定論的に生成する。
運用原理は容易に多光子エンタングルメント生成に拡張することができ、例えばフォトニック量子コンピューティングのためのエンタングルメントリソース状態の効率的な準備のために、これらのソースは高度なフォトニック集積回路とインターフェースすることができる。
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