論文の概要: Generation of hyperentangled states and two-dimensional quantum walks
using $J$- ($q$)- plates and polarization beamsplitters
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.11158v3
- Date: Mon, 25 Jul 2022 12:11:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-13 23:19:15.122590
- Title: Generation of hyperentangled states and two-dimensional quantum walks
using $J$- ($q$)- plates and polarization beamsplitters
- Title（参考訳）: j$- (q$)-プレートと偏光ビームスプリッターを用いた超エンタングル状態の生成と2次元量子ウォーク
- Authors: P. A. Ameen Yasir and C. M. Chandrashekar
- Abstract要約: 単一の光子を異なる内部自由度(DoF)で同時に絡めることができる。
複数のDoFにおけるこのような絡み合いはハイパーエンタングルメントと呼ばれ、量子情報処理にさらなる利点をもたらす。
我々は、$q$プレートと偏光ビームスプリッタを用いて、偏光、OAM、パスDoFの入射光子をハイパーアンタングルするパッシブ光学装置を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.9551668880584971
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: A single photon can be made to entangle simultaneously in its different
internal degrees of freedom (DoF) -- polarization, orbital angular momentum
(OAM), and frequency -- as well as in its external DoF -- path. Such
entanglement in multiple DoF is known as hyperentanglement and provide
additional advantage for quantum information processing. We propose a passive
optical setup using $q$-plates and polarization beamsplitters to hyperentangle
an incoming single photon in polarization, OAM, and path DoF. By mapping
polarization DoF to a two-dimensional coin state, and path and OAM DoF to two
spatial dimensions, $x$ and $y$, we present a scheme for realization of
two-dimensional discrete-time quantum walk using only polarization
beamsplitters and $q$-plates ensuing the generation of hyperentangled states.
The amount of hyperentanglement generated is quantified by measuring the
entanglement negativity between any two DoF. We further show the
hyperentanglement generation can be controlled by using an additional coin
operation or by replacing the $q$-plate with a $J$-plate.
- Abstract（参考訳）: 単一の光子を異なる内部自由度(DoF)、偏光、軌道角運動量(OAM)、周波数、および外部自由度(DoF)の経路で同時に絡めるようにすることができる。
複数のDoFにおけるこのような絡み合いはハイパーエンタングルメントと呼ばれ、量子情報処理にさらなる利点をもたらす。
我々は、$q$プレートと偏光ビームスプリッタを用いて、偏光、OAM、パスDoFの入射光子をハイパーアンタングルするパッシブ光学装置を提案する。
偏光DoFを2次元のコイン状態にマッピングし、パスとOAM DoFを2次元($x$と$y$)にマッピングすることにより、偏光ビームスプリッターと超角状態の発生をもたらす$q$プレートのみを用いて2次元離散時間量子ウォークを実現するためのスキームを提案する。
2つのDoF間の絡み合いの負性度を測定することにより、発生する超絡み合いの量を定量化する。
さらに、追加のコイン操作や$q$-plateを$J$-plateに置き換えることで、ハイパーエンタングルメント生成を制御することができることを示す。
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