論文の概要: High-dimensional discrete Fourier transform gates with the quantum frequency processor

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.10973v1
• Date: Wed, 26 Jan 2022 14:41:46 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-27 20:36:29.326102
• Title: High-dimensional discrete Fourier transform gates with the quantum frequency processor
• Title（参考訳）: 量子周波数プロセッサを用いた高次元離散フーリエ変換ゲート
• Authors: Hsuan-Hao Lu, Navin B. Lingaraju, Daniel E. Leaird, Andrew M. Weiner, Joseph M. Lukens
• Abstract要約: D-point frequency-bin DFTは固定された3成分量子周波数プロセッサで実現可能であることを示す。 量子通信およびネットワークにおける高次元周波数ビンプロトコルの新しい機会を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The discrete Fourier transform (DFT) is of fundamental interest in photonic quantum information, yet the ability to scale it to high dimensions depends heavily on the physical encoding, with practical recipes lacking in emerging platforms such as frequency bins. In this Letter, we show that d-point frequency-bin DFTs can be realized with a fixed three-component quantum frequency processor (QFP), simply by adding to the electro-optic modulation signals one radio-frequency harmonic per each incremental increase in d. We verify gate fidelity F > 0.9997 and success probability P > 0.965 up to d = 10 in numerical simulations, and experimentally implement the solution for d = 3, utilizing measurements with parallel DFTs to quantify entanglement and perform full tomography of multiple two-photon frequency-bin states. Our results furnish new opportunities for high-dimensional frequency-bin protocols in quantum communications and networking.
• Abstract（参考訳）: 離散フーリエ変換(英語版)(dft)はフォトニック量子情報に基本的な関心を持つが、それを高次元に拡張する能力は物理エンコーディングに大きく依存し、周波数ビンのような新興プラットフォームには実用的なレシピが欠けている。 このレターでは、dの増分毎に1つの無線周波数高調波を電気光学変調信号に加えることで、固定された3成分量子周波数プロセッサ(QFP)でd点周波数ビンDFTを実現できることを示す。 数値シミュレーションにおいてゲート忠実度 F > 0.9997 と成功確率 P > 0.965 を d = 10 まで検証し、d = 3 の解法を実験的に実装し、並列 DFT を用いた測定を用いて、絡み合いを定量化し、複数の2光子周波数ビン状態のフルトモグラフィーを行う。 量子通信およびネットワークにおける高次元周波数ビンプロトコルの新しい機会を提供する。

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