論文の概要: Entangling remote qubits using the single-photon protocol: an in-depth
theoretical and experimental study
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.07449v1
- Date: Mon, 15 Aug 2022 21:56:40 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-31 01:21:24.263771
- Title: Entangling remote qubits using the single-photon protocol: an in-depth
theoretical and experimental study
- Title（参考訳）: 単一光子プロトコルを用いた遠隔キュービットの絡み合い--理論的・実験的研究
- Authors: S. L. N. Hermans, M. Pompili, L. Dos Santos Martins, A. R.-P.
Montblanch, H. K. C. Beukers, S. Baier, J. Borregaard and R. Hanson
- Abstract要約: 単一光子では、プロトコルの絡み合いは、クビット光子の絡み合い状態の生成と、ビームスプリッターの後方にある単一の光子の検出によって決定される。
我々は、ダイヤモンド中の窒素空孔中心に基づく、広範囲な理論モデルを開発し、実験環境に合わせて調整する。
不完全な光励起は、検出アーム依存の絡み合った状態の忠実度と速度に繋がる可能性がある。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The generation of entanglement between remote matter qubits has developed
into a key capability for fundamental investigations as well as for emerging
quantum technologies. In the single-photon, protocol entanglement is heralded
by generation of qubit-photon entangled states and subsequent detection of a
single photon behind a beam splitter. In this work we perform a detailed
theoretical and experimental investigation of this protocol and its various
sources of infidelity. We develop an extensive theoretical model and
subsequently tailor it to our experimental setting, based on nitrogen-vacancy
centers in diamond. Experimentally, we verify the model by generating remote
states for varying phase and amplitudes of the initial qubit superposition
states and varying optical phase difference of the photons arriving at the beam
splitter. We show that a static frequency offset between the optical
transitions of the qubits leads to an entangled state phase that depends on the
photon detection time. We find that the implementation of a Charge-Resonance
check on the nitrogen-vacancy center yields transform-limited linewidths.
Moreover, we measure the probability of double optical excitation, a
significant source of infidelity, as a function of the power of the excitation
pulse. Finally, we find that imperfect optical excitation can lead to a
detection-arm-dependent entangled state fidelity and rate. The conclusion
presented here are not specific to the nitrogen-vacancy centers used to carry
out the experiments, and are therefore readily applicable to other qubit
platforms.
- Abstract（参考訳）: 遠隔物質量子ビット間の絡み合いの発生は、基礎研究や新しい量子技術のための重要な能力として発展してきた。
単一光子では、プロトコルの絡み合いは、キュービット光子絡み状態の生成と、ビームスプリッターの背後にある単一光子の検出によって証明される。
本研究は,このプロトコルとその不確かさの源について,理論的,実験的に詳細に検討する。
我々は、ダイヤモンドの窒素空孔中心に基づく、広範な理論モデルを開発し、その後、実験環境に合わせる。
実験により,ビームスプリッタに到達した光子の光位相差と初期量子ビット重畳状態の振幅と位相の異なるリモート状態を生成することにより,モデルを検証する。
量子ビットの光遷移間の静周波数オフセットは光子検出時間に依存する絡み合った状態相をもたらすことを示す。
窒素空洞中心における電荷共振チェックの実装は,変換制限線幅を生じさせることがわかった。
さらに、励起パルスのパワーの関数として、不完全性の重要な源である二重光励起の確率を測定する。
最後に、不完全な光励起は、検出アーム依存の絡み合った状態の忠実度と速度につながる。
ここでの結論は、実験に使用される窒素空孔中心に特化せず、したがって他の量子ビットプラットフォームにも容易に適用可能である。
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