論文の概要: Generation and entanglement study of generalized N-mode single photon perfect W-states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.05145v2
• Date: Sun, 31 Jul 2022 07:03:32 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-05 00:50:36.831511
• Title: Generation and entanglement study of generalized N-mode single photon perfect W-states
• Title（参考訳）: 一般化Nモード単光子完全W状態の生成と絡み合いの研究
• Authors: Manoranjan Swain, M. Karthick Selvan, Amit Rai and Prasanta K. Panigrahi
• Abstract要約: 完全テレポーテーションと超大域符号化に適した一般化N-量子完全W状態の単一光子実現を考察する。 我々は、一般化Nモード単光子完全W状態を生成する手法を提案し、単一の光子状態に対して一般化Nモード単光子完全W状態による忠実度を求めるエンタングルメント条件を導出する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.019116784879310025
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We consider single photon realization of generalized N-qubit perfect W-states which are suitable for perfect teleportation and superdense coding. We propose schemes to generate generalized N-mode single photon perfect W-states and derive entanglement conditions which for single photon states require finding fidelity with generalized N-mode single photon perfect W-states and hence more suitable to detect the genuine entanglement of generalized perfect W-states. Based on the evolution of single photon wavefunction in scalable integrated photonic lattices, we present schemes for the preparation of generalized N-mode single photon perfect W-states at desired propagation distance. The integrated waveguide structures can precisely be fabricated, offer low photon propagation losses and can be integrated on a chip. We consider both planar and ring type waveguide structures for state generation. We derive set of generalized entanglement conditions using the sum uncertainty relations of generalized su(2) algebra operators. We show that any given genuinely entangled N-mode single photon state is a squeezed state of a specific su(2) algebra operator and can be expressed as superposition of a pair of orthonormal generalized N-mode single photon perfect W-states which are eigenstates of that specific su(2) algebra operator. Within the single photon subspace, the eigendecomposition of su(2) algebra operators reduces the generalized entanglement condition to a simplified single photon separability condition. In order to verify the entanglement of given genuinely entangled N-mode single photon state using this condition one has to find the difference between the state fidelities with suitably chosen pair of orthonormal generalized N-mode single photon perfect W-states. Finally, we propose an experimental scheme to verify the entanglement using the proposed conditions...
• Abstract（参考訳）: 完全テレポーテーションと超大域符号化に適した一般化N-量子完全W状態の単一光子実現を考える。 我々は、一般化されたNモード単光子完全W状態を生成する手法を提案し、単一の光子状態に対して、一般化されたNモード単光子完全W状態による忠実性の発見を必要とするエンタングルメント条件を導出する。 スケーラブルな集積フォトニック格子における単一光子波動関数の進化に基づいて、所望の伝播距離で一般化されたNモード単光子完全W状態を作成するためのスキームを提案する。 集積導波路構造は正確に製造することができ、低光子伝搬損失を与え、チップに集積することができる。 状態生成のための平面およびリング型導波路構造について検討する。 一般化su(2)代数作用素の和不確かさ関係を用いた一般化絡み合い条件の集合を導出する。 与えられた任意のnモード単一光子状態は、特定のsu(2)代数作用素のスクイーズ状態であり、その特定のsu(2)代数作用素の固有状態である直交一般化nモード単一光子完全w状態の対の重ね合わせとして表現できることを示す。 単光子部分空間の中で、Su(2)代数作用素の固有分解は一般化された絡み合い条件を単純化された単光子分離条件に還元する。 この条件を用いて、真に絡み合ったNモード単光子状態の絡み合いを検証するためには、正則一般化Nモード単光子完全W状態のペアが好適に選択された状態忠実度の違いを見つける必要がある。 最後に,提案した条件を用いて絡み合いを検証する実験手法を提案する。

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