論文の概要: Design Methodologies for Integrated Quantum Frequency Processors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.12320v1
• Date: Tue, 26 Apr 2022 13:57:12 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-15 12:04:55.890878
• Title: Design Methodologies for Integrated Quantum Frequency Processors
• Title（参考訳）: 集積量子周波数プロセッサの設計手法
• Authors: Benjamin E. Nussbaum, Andrew J. Pizzimenti, Navin B. Lingaraju, Hsuan-Hao Lu, and Joseph M. Lukens
• Abstract要約: 本稿では,量子周波数プロセッサの設計モデルを紹介する。 単一および並列周波数ビンアダマールゲートの性能を推定する。 私たちのモデルは汎用的で、使いやすく、他の材料プラットフォームにも拡張可能です。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Frequency-encoded quantum information offers intriguing opportunities for quantum communications and networking, with the quantum frequency processor paradigm -- based on electro-optic phase modulators and Fourier-transform pulse shapers -- providing a path for scalable construction of quantum gates. Yet all experimental demonstrations to date have relied on discrete fiber-optic components that occupy significant physical space and impart appreciable loss. In this article, we introduce a model for the design of quantum frequency processors comprising microring resonator-based pulse shapers and integrated phase modulators. We estimate the performance of single and parallel frequency-bin Hadamard gates, finding high fidelity values that extend to frequency bins with relatively wide bandwidths. By incorporating multi-order filter designs as well, we explore the limits of tight frequency spacings, a regime extremely difficult to obtain in bulk optics. Overall, our model is general, simple to use, and extendable to other material platforms, providing a much-needed design tool for future frequency processors in integrated photonics.
• Abstract（参考訳）: 周波数エンコードされた量子情報は、電気光学位相変調器とフーリエ変換パルスシェーパに基づく量子周波数プロセッサパラダイムによって、量子通信とネットワークにとって興味深い機会を提供する。 しかし、これまでの実験的な実験はすべて、かなりの物理空間を占有し、良好な損失を与える離散ファイバー光学部品に依存している。 本稿では、マイクロリング共振器を用いたパルスシェーパと位相変調器を組み合わせた量子周波数プロセッサの設計モデルを提案する。 単一および並列の周波数ビン・アダマールゲートの性能を推定し、帯域幅が比較的広い周波数ビンに拡張される高い忠実度値を求める。 マルチオーダーフィルタの設計も取り入れることで、バルク光学において取得が極めて難しいタイトな周波数間隔の限界を探索する。 全体として、我々のモデルは汎用的で、使いやすく、他の材料プラットフォームにも拡張可能であり、統合フォトニクスにおける将来の周波数プロセッサのための多くの設計ツールを提供する。

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