論文の概要: Spectrally Multiplexed Hong-Ou-Mandel Interference

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.13610v2
• Date: Fri, 10 Dec 2021 17:08:40 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-06 19:30:53.056819
• Title: Spectrally Multiplexed Hong-Ou-Mandel Interference
• Title（参考訳）: スペクトル多重Hong-Ou-Mandel干渉
• Authors: Oriol Pietx-Casas, Gustavo Castro do Amaral, Tanmoy Chakraborty, Remon Berrevoets, Thomas Middelburg, Joshua A. Slater, Wolfgang Tittel
• Abstract要約: スペクトル分解した2光子「Hong-Ou-Mandel」(HOM)干渉を実証する。 また、現在および最先端パラメータを用いて秘密鍵生成率をシミュレートする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 18.5051344410089
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We explore the suitability of a Virtually-Imaged Phased Array (VIPA) as a Spectral-to-Spatial Mode-Mapper (SSMM) for applications in quantum communication such as a quantum repeater. To this end we demonstrate spectrally-resolved two-photon "Hong-Ou-Mandel" (HOM) interference. Spectral sidebands are generated on a common optical carrier and weak coherent pulses are prepared in each spectral mode. The pulses are subsequently sent to a beamsplitter followed by two SSMMs and two single-photon detectors, allowing us to measure spectrally-resolved HOM interference. We show that the so-called HOM dip can be observed in the coincidence detection pattern of matching spectral modes with visibilities as high as 45% (with the maximum being 50%). For unmatched modes, the visibility drops significantly, as expected. Due to the similarity between HOM interference and a linear-optics Bell-state measurement (BSM), this establishes this simple optical arrangement as a candidate for the implementation of a spectrally-resolved BSM. Finally, we simulate the secret key generation rate using current and state-of-the-art parameters in a Measurement-Device Independent Quantum Key Distribution scenario and explore the trade-off between rate and complexity in the context of a spectrally-multiplexed quantum communication link.
• Abstract（参考訳）: 量子リピータなどの量子通信におけるスペクトル-空間モードマッパー(ssmm)としてのvipa(virtual-imaged phased array)の適合性について検討する。 この目的のために、スペクトル分解された2光子「Hong-Ou-Mandel」干渉を実証する。 共通の光キャリア上にスペクトルサイドバンドを生成し、各スペクトルモードで弱いコヒーレントパルスを生成する。 その後、パルスはビームスプリッターに送信され、2つのSSMMと2つの単光子検出器によりスペクトル分解されたHOM干渉を測定することができる。 その結果,このHOMディップは45%(最大50%)の可視性を持つスペクトルモードの一致検出パターンで観測できることが判明した。 未整合モードでは、予想通り視界が大幅に低下する。 ホム干渉と線形光学ベル状態測定(bsm)の類似性から、スペクトル分解型bsmの実装の候補として、この単純な光学配置が確立される。 最後に,計測装置独立量子鍵分布シナリオにおいて,現在および最先端のパラメータを用いて秘密鍵生成率をシミュレートし,スペクトル多重化量子通信リンクの文脈におけるレートと複雑性のトレードオフを探索する。

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