論文の概要: Realization of a multi-output quantum pulse gate for decoding
high-dimensional temporal modes of single-photon states
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.05693v1
- Date: Thu, 10 Nov 2022 16:56:20 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-19 19:24:58.940689
- Title: Realization of a multi-output quantum pulse gate for decoding
high-dimensional temporal modes of single-photon states
- Title（参考訳）: 単一光子状態の高次元時間モード復号のためのマルチ出力量子パルスゲートの実現
- Authors: Laura Serino, Jano Gil-Lopez, Michael Stefszky, Raimund Ricken,
Christof Eigner, Benjamin Brecht, Christine Silberhorn
- Abstract要約: 我々は, 平均忠実度0.96$pm$0.01の単一光子の5次元TMの分解を実験的に実証した。
これは、新しく開発されたマルチ出力量子パルスゲート(mQPG)を用いて実現される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Temporal modes (TMs) of photons provide an appealing high-dimensional
encoding basis for quantum information. While techniques to generate TM states
have been established, high-dimensional decoding of single-photon TMs remains
an open challenge. In this work, we experimentally demonstrate demultiplexing
of five-dimensional TMs of single photons with an average fidelity of 0.96
$\pm$ 0.01, characterized via measurement tomography. This is achieved using a
newly developed device, the multi-output quantum pulse gate (mQPG). We
demonstrate a proof-of-principle complete decoder based on the mQPG that
operates on any basis from a set of 6 five-dimensional MUBs and is therefore
suitable as a receiver for high-dimensional quantum key distribution.
Furthermore, we confirm the high-quality operation of the mQPG by performing
resource-efficient state tomography with an average fidelity of 0.98 $\pm$
0.02.
- Abstract（参考訳）: 光子の時間モード(TM)は、量子情報に対する魅力的な高次元符号化基盤を提供する。
TM状態を生成する技術は確立されているが、単一光子TMの高次元復号化は未解決の課題である。
本研究では, 単光子の5次元TMと平均忠実度0.96$\pm$0.01のデマルチプレキシングを計測トモグラフィーにより実験的に実証した。
これは、Multi-output quantum pulse gate (mQPG) と呼ばれる新しいデバイスを用いて実現される。
5次元 MUB の集合から任意のベースで動作し,高次元量子鍵分布の受信機として好適な mQPG に基づく完全復号器の証明を示す。
さらに,0.98$\pm$ 0.02で資源効率の良い状態トモグラフィを行い,mqpgの高品質動作を確認した。
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