論文の概要: Telecom-band Hyperentangled Photon Pairs from a Fiber-based Source

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.03369v1
• Date: Mon, 6 Dec 2021 21:37:43 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-05 09:58:01.167282
• Title: Telecom-band Hyperentangled Photon Pairs from a Fiber-based Source
• Title（参考訳）: ファイバベース源からの通信帯域ハイパーエンタングル光子対
• Authors: Changjia Chen, Calvin Xu, Arash Riazi, Eric Y. Zhu, Alexander Greenwood, Alexey V.Gladyshev, Peter G. Kazansky, Brian T. Kirby, Li Qian
• Abstract要約: 偏光および周波数DoFの両面に重接する通信帯域双光子の発生を実験的に実証した。 ハイパーエンタングルメント・ソースによって生成される状態は、高密度符号化や高次元量子鍵分布などのプロトコルを可能にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 49.06242674127539
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Hyperentanglement, the simultaneous and independent entanglement of quantum particles in multiple degrees of freedom, is a powerful resource that can be harnessed for efficient quantum information processing. In photonic systems, the two degrees of freedom (DoF) often used to carry quantum and classical information are polarization and frequency, thanks to their robustness in transmission, both in free space and in optical fibers. Telecom-band hyperentangled photons generated in optical fibers are of particular interest because they are compatible with existing fiber-optic infrastructure, and can be distributed over fiber networks with minimal loss. Here, we experimentally demonstrate the generation of telecom-band biphotons hyperentangled in both the polarization and frequency DoFs using a periodically-poled silica fiber and observe entanglement concurrences above 0.95 for both polarization and frequency DOFs. Furthermore, by concatenating a Hong-Ou-Mandel interference test for frequency entanglement and full state tomography for polarization entanglement in a single experiment, we can demonstrate simultaneous entanglement in both the polarization and frequency DOFs. The states produced by our hyperentanglement source can enable protocols such as dense coding and high-dimensional quantum key distribution.
• Abstract（参考訳）: ハイパーエンタングルメント(hyperentanglement)とは、量子粒子の複数の自由度における同時かつ独立したエンタングルメントであり、効率的な量子情報処理に利用できる強力な資源である。 フォトニックシステムでは、量子情報と古典情報を運ぶためにしばしば使われる2自由度(DoF)は、自由空間と光ファイバーの両方において、伝送の堅牢性のために偏光と周波数である。 光ファイバーで生成される通信帯域のハイパーエンタングル光子は、既存の光ファイバーインフラストラクチャと互換性があり、最小限の損失で光ファイバーネットワーク上に分散できるため、特に興味深い。 そこで本研究では, 周期性シリカファイバを用いて, 偏光および周波数DOFの両面に重接する通信帯域双光子の発生を実験的に実証し, 偏光および周波数DOFの両面において0.95以上の絡み合を観察する。 さらに、1つの実験で、周波数エンタングルメントに対するhong-ou-mandel干渉試験と偏光エンタングルメントのための全状態トモグラフィーを結合することにより、偏光と周波数dofの両方で同時にエンタングルメントを示すことができる。 ハイパーエンタングルメント・ソースによって生成される状態は、高密度符号化や高次元量子鍵分布などのプロトコルを可能にする。

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