論文の概要: Programmable frequency-bin quantum states in a nano-engineered silicon device

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.13191v1
• Date: Mon, 26 Dec 2022 15:31:26 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-09 02:52:07.781773
• Title: Programmable frequency-bin quantum states in a nano-engineered silicon device
• Title（参考訳）: ナノエンジニアリングシリコンデバイスにおけるプログラム可能な周波数ビン量子状態
• Authors: Marco Clementi, Federico A. Sabattoli, Massimo Borghi, Laur\`ene Youssef, Linda Gianini, Nicola Bergamasco, Houssein El Dirani, Noemi Tagliavacche, Camille Petit-Etienne, Erwine Pargon, John E. Sipe, Marco Liscidini, Corrado Sciancalepore, Matteo Galli, Daniele Bajoni
• Abstract要約: 光量子ビットは、実用的な用途のために光ネットワークを介して伝送される場合、オンチップとノイズ耐性を制御可能であるべきである。 光リンク上での長距離伝送に適合する符号化方式である周波数双絡光子を生成するプログラマブルシリコンナノフォトニックチップを実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Photonic qubits should be controllable on-chip and noise-tolerant when transmitted over optical networks for practical applications. Furthermore, qubit sources should be programmable and have high brightness to be useful for quantum algorithms and grant resilience to losses. However, widespread encoding schemes only combine at most two of these properties. Here, we overcome this hurdle by demonstrating a programmable silicon nano-photonic chip generating frequency-bin entangled photons, an encoding scheme compatible with long-range transmission over optical links. The emitted quantum states can be manipulated using existing telecommunication components, including active devices that can be integrated in silicon photonics. As a demonstration, we show our chip can be programmed to generate the four computational basis states, and the four maximally-entangled Bell states, of a two-qubits system. Our device combines all the key-properties of on-chip state reconfigurability and dense integration, while ensuring high brightness, fidelity, and purity.
• Abstract（参考訳）: 光量子ビットは、実用的な用途のために光ネットワークを介して伝送される場合、オンチップとノイズ耐性を制御可能であるべきである。 さらに、量子ビットソースはプログラム可能で、量子アルゴリズムに有用な輝度を持ち、損失に対するレジリエンスを与える必要がある。 しかし、広範な符号化スキームはこれらの性質のほとんど2つを結合するだけである。 そこで本研究では,光リンク上の長距離伝送と互換性のある符号化方式である周波数ビン絡み光子を生成するプログラム可能なシリコンナノフォトニックチップの実証により,このハードルを克服した。 放出された量子状態は、シリコンフォトニクスに統合可能なアクティブデバイスを含む既存の通信コンポーネントを使って操作できる。 実演として、2量子系の4つの計算基底状態と4つの最大絡み合うベル状態を生成するために、我々のチップをプログラムできることを示す。 当社のデバイスは、オンチップ状態再構成と密結合のキー・プロパティをすべて組み合わせ、高輝度、忠実度、純度を確保します。

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