論文の概要: Postselection-free controlled generation of high-dimensional OAM entangled state

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.14799v1
• Date: Mon, 28 Mar 2022 14:40:36 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-20 11:59:19.625576
• Title: Postselection-free controlled generation of high-dimensional OAM entangled state
• Title（参考訳）: 高次元OAM絡み合い状態の選択自由制御生成
• Authors: Suman Karan, Radhika Prasad, and Anand K. Jha
• Abstract要約: 軌道角運動量における高次元の絡み合った状態は、いくつかの量子情報応用に独特な利点をもたらす。 最適性能のための与えられた量子情報アプリケーションは、OAMシュミットスペクトルの形状を完全に制御した特定のOAM絡み合った状態を生成する必要がある。 位相整合調整とポンプ整形を併用して高次元OAM絡み合った状態を生成する手法を提案し,実験的に実証した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: High-dimensional entangled states in orbital angular momentum (OAM) basis offer unique advantages for several quantum information applications. However, a given quantum information application for its optimal performance requires generation of a specific OAM entangled state with full control over the shape of the OAM Schmidt spectrum. Spontaneous parametric downconversion (SPDC) is the most widely used method for generating OAM entangled states. Most of the existing methods for controlling the generation of the state employ postselection, which invariably compromises the security benefits of quantum information applications. The postselection-free generation of OAM entangled states can be achieved either by adjusting the SPDC phase matching condition or by shaping the profile of the pump field used for down-conversion. While it is known that the phase matching adjustments can only change the width of the OAM Schmidt spectrum, even the most recent works based on pump shaping have demonstrated generation of only up to 24-dimensional states with very limited control over the OAM Schmidt spectrum. Here, we propose and experimentally demonstrate a technique that employs both the phase matching adjustments and pump-shaping for generating high-dimensional OAM entangled states with complete control over the shape of the OAM Schmidt spectrum. We report generation of up to 200-dimensional OAM entangled states with three different spectra, namely, Gaussian, rectangular and triangular, with up to 99% generation accuracy.
• Abstract（参考訳）: 軌道角運動量(OAM)基底における高次元の絡み合った状態は、いくつかの量子情報応用に独特な利点をもたらす。 しかし、最適性能のための与えられた量子情報アプリケーションは、OAMシュミットスペクトルの形状を完全に制御した特定のOAM絡み合った状態を生成する必要がある。 自発パラメトリックダウンコンバージョン(SPDC)は、OAM絡み合った状態を生成する最も広く使われている方法である。 状態の生成を制御する既存の方法の多くはポストセレクションを採用しており、量子情報アプリケーションのセキュリティ上の利点を常に損なう。 選択自由なOAM絡み合った状態の生成は、SPDC位相整合条件を調整するか、ダウンコンバージョンに用いるポンプフィールドのプロファイルを形成することにより達成できる。 位相整合調整はOAMシュミットスペクトルの幅だけを変えることが知られているが、ポンプ成形に基づく最新の研究でさえ、OAMシュミットスペクトルを非常に限定した24次元状態しか生成できないことが示されている。 本稿では,OAMシュミットスペクトルの形状を完全に制御した高次元OAM絡み合った状態を生成するために,位相整合調整とポンプ整形を併用した手法を提案する。 我々は,3つの異なるスペクトル,すなわちガウス,長方形,三角形を持つ最大200次元OAM絡み合った状態の生成を,最大99%の精度で報告した。

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