論文の概要: Complex structure and characterization of multi-photon split states in integrated circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.06368v2
• Date: Fri, 16 Dec 2022 05:53:25 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-22 07:26:40.473931
• Title: Complex structure and characterization of multi-photon split states in integrated circuits
• Title（参考訳）: 集積回路における多光子分割状態の複素構造とキャラクタリゼーション
• Authors: Jihua Zhang and Andrey A. Sukhorukov
• Abstract要約: それぞれの光子が異なる空間モードにある多光子分裂状態は、様々な量子応用に欠かせない資源である。 空間密度行列の一般構造を定式化し、実数および複素値独立係数の個数を同定する。 この密度行列は, 静的集積回路における光子干渉後の相関測定によって, 完全に特徴付けられることを示す。
• 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: Multi-photon split states, where each photon is in a different spatial mode, represent an essential resource for various quantum applications, yet their efficient characterization remains an open problem. Here, we formulate the general structure of their reduced spatial density matrices and identify the number of real and complex-valued independent coefficients, which in particular completely determine the distinguishability of all photons. Then, we show that this density matrix can be fully characterized by measuring correlations after photon interference in a static integrated circuit, where the required outputs scale sub-quadratically versus the number of photons. We present optimized circuit designs composed of segmented coupled waveguides, representing a linear optical neural network, which minimize the reconstruction error and facilitate robustness to fabrication deviations.
• Abstract（参考訳）: それぞれの光子が異なる空間モードにある多光子分裂状態は、様々な量子アプリケーションにとって不可欠な資源であるが、それらの効率的な特性は未解決の問題である。 ここでは、空間密度行列の一般構造を定式化し、実数および複素値独立係数の個数を同定し、特に全ての光子の識別性を完全に決定する。 そこで, この密度行列は, 光子干渉後, 必要な出力が光子数に対して2次にスケールする静的集積回路において, 相関性を測定することで, 完全に評価できることを示す。 本稿では、線形光ニューラルネットワークを表すセグメント結合導波路からなる回路設計を最適化し、再構成誤差を最小化し、製造偏差に対するロバスト性を容易にする回路設計を提案する。

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