論文の概要: Regression of high dimensional angular momentum states of light
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.09873v1
- Date: Mon, 20 Jun 2022 16:16:48 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-06-22 19:56:51.586700
- Title: Regression of high dimensional angular momentum states of light
- Title（参考訳）: 光の高次元角運動量状態の回帰
- Authors: Danilo Zia, Riccardo Checchinato, Alessia Suprano, Taira Giordani,
Emanuele Polino, Luca Innocenti, Alessandro Ferraro, Mauro Paternostro,
Nicol\`o Spagnolo and Fabio Sciarrino
- Abstract要約: 空間強度分布の測定から入力OAM状態を再構成する手法を提案する。
我々は、量子ウォークダイナミックスによって4次元のOAM状態を生成する、実際のフォトニックなセットアップで我々のアプローチを実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 47.187609203210705
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The Orbital Angular Momentum (OAM) of light is an infinite-dimensional degree
of freedom of light with several applications in both classical and quantum
optics. However, to fully take advantage of the potential of OAM states,
reliable detection platforms to characterize generated states in experimental
conditions are needed. Here, we present an approach to reconstruct input OAM
states from measurements of the spatial intensity distributions they produce.
To obviate issues arising from intrinsic symmetry of Laguerre-Gauss modes, we
employ a pair of intensity profiles per state projecting it only on two
distinct bases, showing how this allows to uniquely recover input states from
the collected data. Our approach is based on a combined application of
dimensionality reduction via principal component analysis, and linear
regression, and thus has a low computational cost during both training and
testing stages. We showcase our approach in a real photonic setup, generating
up-to-four-dimensional OAM states through a quantum walk dynamics. The high
performances and versatility of the demonstrated approach make it an ideal tool
to characterize high dimensional states in quantum information protocols.
- Abstract（参考訳）: 光の軌道角運動量 (orbital angular momentum, oam) は、古典光学と量子光学の両方に応用できる無限次元の光の自由度である。
しかし,OAM状態の可能性を十分に活用するには,実験条件下で発生した状態を特徴付ける信頼性の高い検出プラットフォームが必要である。
本稿では,空間強度分布の測定から入力OAM状態を再構成する手法を提案する。
ラゲール・ガウスモードの内在対称性から生じる問題を回避するために,2つの異なる基底にのみ投影する状態ごとに2つの強度プロファイルを用いて,収集したデータから入力状態が一意に復元されることを示す。
提案手法は,主成分分析と線形回帰による次元減少の複合的応用に基づいており,学習段階と試験段階の両方において計算コストが低い。
我々は、量子ウォークダイナミックスによって4次元のOAM状態を生成する、実際のフォトニックセットアップで我々のアプローチを実証する。
実証されたアプローチの高性能性と汎用性は、量子情報プロトコルにおける高次元状態の特徴付けに理想的なツールである。
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