論文の概要: High-fidelity generation of four-photon GHZ states on-chip
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.15626v1
- Date: Mon, 28 Nov 2022 18:28:24 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-17 15:00:45.024179
- Title: High-fidelity generation of four-photon GHZ states on-chip
- Title（参考訳）: 4光子ghzオンチップ状態の高信頼化
- Authors: Mathias Pont, Giacomo Corrielli, Andreas Fyrillas, Iris Agresti,
Gonzalo Carvacho, Nicolas Maring, Pierre-Emmanuel Emeriau, Francesco
Ceccarelli, Ricardo Albiero, Paulo H. D. Ferreira, Niccolo Somaschi, Jean
Senellart, Isabelle Sagnes, Martina Morassi, Aristide Lemaitre, Pascale
Senellart, Fabio Sciarrino, Marco Liscidini, Nadia Belabas, Roberto Osellame
- Abstract要約: 低損失再構成ガラスフォトニック回路を用いた4光子グリーンバーグ・ホルン・ザイリンガー状態(GHZ)の高忠実度発生を示す。
また、4つのパーティの量子秘密共有プロトコルをチップ上で実行し、3つのインターロケータと最大1978ビットのsiftedキーを共有する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3103089796633633
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Mutually entangled multi-photon states are at the heart of all-optical
quantum technologies. While impressive progresses have been reported in the
generation of such quantum light states using free space apparatus,
high-fidelity high-rate on-chip entanglement generation is crucial for future
scalability. In this work, we use a bright quantum-dot based single-photon
source to demonstrate the high fidelity generation of 4-photon
Greenberg-Horne-Zeilinger (GHZ) states with a low-loss reconfigurable glass
photonic circuit. We reconstruct the density matrix of the generated states
using full quantum-state tomography reaching an experimental fidelity to the
target $|{\text{GHZ}_4}\rangle$ of $\mathcal{F}_{\text{GHZ}_4}
(86.0\pm0.4)\,\%$, and a purity of
$\mathcal{P}_{\text{GHZ}_4}=(76.3\pm0.6)\,\%$. The entanglement of the
generated states is certified with a semi device-independent approach through
the violation of a Bell-like inequality by more than 39 standard deviations.
Finally, we carry out a four-partite quantum secret sharing protocol on-chip
where a regulator shares with three interlocutors a sifted key with up to 1978
bits, achieving a qubit-error rate of $10.87\,\%$. These results establish that
the quantum-dot technology combined with glass photonic circuitry for
entanglement generation on chip offers a viable path for intermediate scale
quantum computation and communication.
- Abstract（参考訳）: 相互に絡み合った多光子状態は、全光学量子技術の核心にある。
自由空間装置を用いた量子光の発生において顕著な進展が報告されているが、将来の拡張性には高忠実なオンチップエンタングルメント生成が不可欠である。
本研究では,4光子グリーンバーグ・ホルン・ザイリンガー(GHZ)状態の高忠実度発生を低損失再構成ガラスフォトニック回路で実証するために,明るい量子ドットベースの単一光子源を用いる。
我々は、生成状態の密度行列を、ターゲットである$|{\text{GHZ}_4}\rangle$ of $\mathcal{F}_{\text{GHZ}_4} (86.0\pm0.4)\,\%$と、$\mathcal{P}_{\text{GHZ}_4}=(76.3\pm0.6)\,\%$に到達した完全量子状態トモグラフィーを用いて再構成する。
生成した状態の絡み合いは、39以上の標準偏差によるベルのような不等式違反による半デバイス非依存のアプローチで認証される。
最後に、我々は4つのパーティの量子秘密共有プロトコルをチップ上で実行し、3つのインターロケータと最大1978ビットのsiftedキーを共有し、キュービットエラー率10.87\,\%$を達成する。
これらの結果は、チップ上の絡み合い生成のためのガラスフォトニック回路と組み合わされた量子ドット技術が、中間スケールの量子計算と通信に有効な経路を提供することを示している。
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