論文の概要: Quantum teleportation of high-dimensional spatial modes: Towards an
image teleporter
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.03764v2
- Date: Wed, 8 Dec 2021 16:15:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-05 07:51:15.641810
- Title: Quantum teleportation of high-dimensional spatial modes: Towards an
image teleporter
- Title（参考訳）: 高次元空間モードの量子テレポーテーション:画像テレポータに向けて
- Authors: Xiaodong Qiu, Haoxu Guo, Lixiang Chen
- Abstract要約: 我々は3次元非バイアス基底の完全集合に対して平均テレポーテーション忠実度0.8788$pm$0.048を実験的に達成した。
さらに重要なことは、完全な横方向の空間的絡み合いを探索することによって、光学画像の最初の量子テレポーテーションを実現することに成功している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum teleportation, lying at the heart of a variety of quantum
technologies, has inspired a widespread of research activities, most of which
focused on 2-dimensional qubit states. Multilevel systems, qudits, promise to
upgrade and inspire new technical developments in high-dimensional Hilbert
space. Whereas, for high-dimensional teleportation, it routinely necessitates
several ancillary photons in linear optical schemes. A fundamental open
challenge remains as to whether we can teleport qudit states with bipartite
entanglement only. Here we demonstrate such a high-dimensional teleportation
using photonic orbital angular momentum (OAM). The so-called "perfect vortices"
are exploited both for conducting the prerequisite entanglement concentration
to prepare high-dimensional yet maximal OAM entanglement, and for performing
faithful high-dimensional Bell sate measurements (HDBSM) based on sum-frequency
generation. We experimentally achieve the average teleportation fidelity
0.8788$\pm$0.048 for a complete set of 3-dimensional mutually unbiased bases,
for instance, conditional on three specific HDBSM results. More importantly, we
succeed in realizing the first quantum teleportation of optical images by
exploring full transverse spatial entanglement. From the multi-pixel field of
view in the teleported images recorded by the ICCD camera, we estimate the
effective channel capacity up to \k{appa} > 100. Our scheme holds promise for
future high-volume quantum image transmission.
- Abstract（参考訳）: 様々な量子技術の核心にある量子テレポーテーションは、多くの研究活動に影響を与え、そのほとんどは2次元の量子ビット状態に焦点を当てている。
マルチレベルシステム、クォーディットは、高次元ヒルベルト空間における新しい技術開発をアップグレードし、刺激することを約束する。
一方、高次元のテレポーテーションでは、線形光学スキームにおいていくつかの補助光子を必要とする。
基本的なオープンな課題は、二部交絡のみのクーディット状態のテレポートが可能であるかどうかである。
ここでは、フォトニック軌道角運動量(OAM)を用いた高次元テレポーテーションを示す。
いわゆる「完全渦」は、高次元であるが最大値のOAMエンタングルメントを調製するために必要な絡み込み濃度の実施と、総周波発生に基づく忠実な高次元ベルサテ測定(HDBSM)を行うために利用される。
我々は,3つの特定のHDBSM結果の条件付き3次元非バイアス基底の完全集合に対して,平均テレポーテーション忠実度0.8788$\pm$0.048を実験的に達成した。
さらに, 全横空間の絡み合いを探索することで, 光画像の最初の量子テレポーテーションを実現することに成功した。
iccdカメラで記録されたテレポート画像の多画素視野から,最大チャネル容量は100k{appa} > 100。
我々の方式は将来の高体積量子画像伝送を約束する。
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