論文の概要: Flying-Qubit Control via a Three-level Atom with Tunable Waveguide Couplings

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.11900v2
• Date: Thu, 26 May 2022 02:33:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-11 22:12:19.226408
• Title: Flying-Qubit Control via a Three-level Atom with Tunable Waveguide Couplings
• Title（参考訳）: 可変導波路結合を用いた3レベル原子によるフライングクビット制御
• Authors: Wenlong Li, Xue Dong, Guofeng Zhang, Re-Bing Wu
• Abstract要約: 2つの入力出力チャネルに時間変化のある可変結合を持つ3レベル原子を用いて、様々なフライングキュービット制御問題を探索する。 1つの光子を任意の形状で2つのチャネルに分配するために、$Lambda$型原子の結合を調整できることが示されている。 Xi$型原子では、調整可能な結合を使って、カスケード放出によって相関した光子の対を形成することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.740380043291612
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The control of flying qubits is at the core of quantum networks. As often carried by single-photon fields, the flying-qubit control involves not only their logical states but also their shapes. In this paper, we explore a variety of flying-qubit control problems using a three-level atom with time-varying tunable couplings to two input-output channels. It is shown that one can tune the couplings of a $\Lambda$-type atom to distribute a single photon into the two channels with arbitrary shapes, or use a $V$-type atom to catch an arbitrary-shape distributed single photon. The $\Lambda$-type atom can also be designed to transfer a flying qubit from one channel to the other, with both the central frequency and the photon shape being converted. With a $\Xi$-type atom, one can use the tunable coupling to shape a pair of correlated photons via cascaded emission. In all cases, analytical formulas are derived for the coupling functions to fulfil these control tasks, and their physical limitations are discussed as well. These results provide useful control protocols for high-fidelity quantum information transmission over complex quantum networks.
• Abstract（参考訳）: 空飛ぶ量子ビットの制御は量子ネットワークの中核にある。 単光子場によってしばしば運ばれるように、フライングキュービット制御は論理状態だけでなく、形状も含む。 本稿では,2つの入力出力チャネルに時間変化のある可変結合を持つ3レベル原子を用いて,様々なフライングキュービット制御問題を探索する。 1つの光子を任意の形状の2つのチャネルに分配するために$\lambda$-type atomのカップリングをチューニングしたり、$v$-type atomを使って任意の形状の分散単一光子をキャッチすることができる。 また、$\lambda$-型原子は、中央周波数と光子形状の両方を変換しながら、飛行する量子ビットを一方のチャネルから他方へ転送するように設計することもできる。 Xi$型原子では、調整可能な結合を使って、カスケード放出によって相関した光子の対を形成することができる。 いずれの場合も、これらの制御タスクを満たす結合関数の解析式が導出され、それらの物理的制限も議論される。 これらの結果は、複雑な量子ネットワーク上での高忠実度量子情報伝送のための有用な制御プロトコルを提供する。

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