論文の概要: 43-GHz bandwidth real-time amplitude measurement of 5-dB squeezed light
using modularized optical parametric amplifier with 5G technology
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.14061v2
- Date: Mon, 30 May 2022 18:23:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-11 13:53:17.147480
- Title: 43-GHz bandwidth real-time amplitude measurement of 5-dB squeezed light
using modularized optical parametric amplifier with 5G technology
- Title（参考訳）: 5G技術を用いた変調光パラメトリック増幅器による5dB励起光の43GHz帯リアルタイム振幅測定
- Authors: Asuka Inoue, Takahiro Kashiwazaki, Taichi Yamashima, Naoto Takanashi,
Takushi Kazama, Koji Enbutsu, Kei Watanabe, Takeshi Umeki, Mamoru Endo, Akira
Furusawa
- Abstract要約: 二次位相振幅測定のためのホモジン検出器は、クロック周波数を制限する主要な要因である。
光パラメトリック増幅器(OPA)とブロードバンドバランス光ダイオードを用いたリアルタイム振幅測定法を開発した。
モジュール型OPAによるCVOQIPと5G技術の統合は、従来の定常量子ビットの使用方法からパラダイムシフトをもたらす。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Continuous-variable optical quantum information processing (CVOQIP), where
quantum information is encoded in a traveling wave of light called a flying
qubit, is a candidate for a practical quantum computer with high clock
frequencies. Homodyne detectors for quadrature-phase amplitude measurements
have been the major factor limiting the clock frequency. Here, we developed a
real-time amplitude measurement method using a modular optical parametric
amplifier (OPA) and a broadband balanced photodiode that is commercially used
for coherent wavelength-division multiplexing telecommunication of the
fifth-generation mobile communication systems (5G). The OPA amplifies one
quadrature-phase component of the quantum-level signal to a loss-tolerant
macroscopic level, and acts as a "magic wand," which suppresses the loss after
the OPA from 92.4\% to only 0.4\%. When the method was applied to a broadband
squeezed vacuum with a center wavelength of 1545.32 nm, we observed 5.2 $\pm$
0.5 dB of squeezing from DC to 43 GHz without any loss correction. The marriage
of CVOQIP and 5G technology arranged by the modular OPA will lead to a paradigm
shift from the conventional method of using stationary qubits, where the
information is encoded in a standing wave system, to a method using flying
qubits for ultra-fast practical quantum computation. This means that quantum
computer research will move from the stage of developing machines that execute
only specific quantum algorithms to a stage of developing machines that can
outperform classical computers in running any algorithm.
- Abstract（参考訳）: 連続可変光量子情報処理(cvoqip、continuous-variable optical quantum information processing)は、高クロック周波数の実用的な量子コンピュータの候補である。
二次位相振幅測定のためのホモダイン検出器はクロック周波数を制限する主要な要因である。
本研究では,第5世代移動通信システム(5g)のコヒーレント波長多重通信に市販されているモジュール型光パラメトリック増幅器(opa)と広帯域バランスフォトダイオードを用いたリアルタイム振幅測定法を開発した。
OPAは、量子レベルの信号の1つの二次位相成分を損失耐性マクロレベルに増幅し、OPA後の損失を92.4\%から0.4\%に抑制する「魔法の杖」として機能する。
中心波長が1545.32nmのブロードバンド圧縮真空に適用した場合,DCから43GHzまでの5.2$\pm$0.5dBのスクイーズを損失補正なしで観測した。
モジュール型OPAによるCVOQIPと5G技術の融合は、定常量子ビットを使用する従来の方法から、その情報を定常波系に符号化する手法から、超高速な実用的な量子計算のためのフライング量子ビットを使用する方法へのパラダイムシフトにつながる。
これはつまり、量子コンピュータの研究が、特定の量子アルゴリズムのみを実行するマシンの開発段階から、あらゆるアルゴリズムの実行において、古典的コンピュータを上回る発展段階へと移行することを意味する。
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