論文の概要: Timing jitter removers of photon detectors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.13335v1
• Date: Tue, 27 Dec 2022 01:43:48 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-09 01:57:25.566919
• Title: Timing jitter removers of photon detectors
• Title（参考訳）: 光子検出器のタイミングジッタ除去器
• Authors: Tatsuki Sonoyama, Kazuma Takahashi, Baramee Charoensombutamon, Sachiko Takasu, Kaori Hattori, Daiji Fukuda, Kosuke Fukui, Kan Takase, Warit Asavanant, Jun-ichi Yoshikawa, Mamoru Endo, Akira Furusawa
• Abstract要約: 遷移端センサを用いた光子数分解検出器のタイミングジッタを50nsから10nsに改良した。 我々は,TJRがなければ観測できないウィグナー負性-0.01のシュル・オーディンガー猫状態という重要な非ガウス状態の1つを生成する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.09819374952727189
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Among various performances of photon detectors, the timing jitter is difficult to improve because of its trade-offs with other important performances such as detection efficiency. Such trade-offs have been an issue in applications, especially for high-purity non-Gaussian-state generation necessary in optical quantum computation. Here, we introduce a method using an external fast optical switch -- Timing Jitter Remover (TJR) -- whose time window limits the photon-detectable time of photon detectors and improve the timing jitter without sacrificing other performances. By using a TJR, we experimentally improve the timing jitter of a photon-number-resolving detector based on a transition edge sensor, from 50 ns to 10 ns. Using this improved detector, we generate one of important non-Gaussian states, a Schr\"{o}dinger cat state with Wigner negativity of -0.01, which cannot be observed without TJRs. TJRs would be the key technology for the realization of ultra-fast, fault-tolerant, universal optical quantum computer.
• Abstract（参考訳）: 光子検出器の様々な性能のうち、タイミングジッタは検出効率などの他の重要な性能とのトレードオフのため、改善が困難である。 このようなトレードオフは、特に光量子計算に必要な高純度非ガウス状態生成への応用において問題となっている。 本稿では,光子検出器の光子検出時間を制限し,他の性能を犠牲にすることなくタイミングジッタを改善する外部高速光スイッチ - タイミングジッタ除去器 (tjr) を用いた手法を提案する。 TJRを用いて,遷移端センサを用いた光子数分解検出器のタイミングジッタを50nsから10nsに改善する実験を行った。 この改良された検出器を用いて、TJRなしでは観測できないウィグナー負性-0.01のSchr\"{o}dinger cat状態という重要な非ガウス状態の1つを生成する。 TJRは超高速でフォールトトレラントで普遍的な光量子コンピュータの実現の鍵となる技術である。

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