論文の概要: Over-8-dB squeezed light generation by a broadband waveguide optical
parametric amplifier toward fault-tolerant ultra-fast quantum computers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.12658v1
- Date: Mon, 30 Jan 2023 04:37:41 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-31 15:45:38.199001
- Title: Over-8-dB squeezed light generation by a broadband waveguide optical
parametric amplifier toward fault-tolerant ultra-fast quantum computers
- Title（参考訳）: 広帯域導波路光パラメトリック増幅器による超高速量子コンピュータへの8db超過圧縮光発生
- Authors: Takahiro Kashiwazaki, Taichi Yamashima, Koji Enbutsu, Takushi Kazama,
Asuka Inoue, Kosuke Fukui, Mamoru Endo, Takeshi Umeki, Akira Furusawa
- Abstract要約: テラヘルツ順序広帯域導波路光パラメトリック増幅器(OPA)を用いた連続波8.3-dB励起光発生を実現した。
このブロードバンド高周波数光は、フォールトトレラントな超高速光量子コンピュータを実現する可能性を開く。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We achieved continuous-wave 8.3-dB squeezed light generation using a
terahertz-order-broadband waveguide optical parametric amplifier (OPA) by
improving a measurement setup from our previous work [T. Kashiwazaki, et al.,
Appl. Phys. Lett. 119, 251104 (2021)], where a low-loss periodically poled
lithium niobate (PPLN) waveguide had shown 6.3-dB squeezing at a 6-THz
frequency. First, to improve efficiency of the squeezed light detection, we
reduced effective optical loss to about 12% by removing extra optics and
changing the detection method into a low-loss balanced homodyne measurement.
Second, to minimize phase-locking fluctuation, we constructed a
frequency-optimized phase-locking system by comprehending its frequency
responses. Lastly, we found optimal experimental parameters of a measurement
frequency and a pump power from their dependences for the squeezing levels. The
measurement frequency was decided as 11 MHz to maximize a clearance between
shot and circuit noises. Furthermore, pump power was optimized as 660 mW to get
higher squeezing level while suppressing anti-squeezed-noise contamination due
to an imperfection of phase locking. To our knowledge, this is the first
achievement of over-8-dB squeezing by waveguide OPAs without any
loss-correction and circuit-noise correction. Moreover, it is shown that the
squeezing level soon after our PPLN waveguide is estimated at over 10 dB, which
is thought to be mainly restricted by the waveguide loss. This broadband
highly-squeezed light opens the possibility to realize fault-tolerant
ultra-fast optical quantum computers.
- Abstract（参考訳）: テラヘルツ-ブロードバンド光導波路光パラメトリック増幅器(OPA)を用いて連続波8.3-dBの励起光発生を実現し,前報(T. Kashiwazaki, et al., Appl. Phys. Lett. 119, 251104 (2021)]から測定装置を改良した。
まず, 絞り光検出の効率を向上させるため, 余分な光学系を除去し, 検出方法を低損失のホモダイン測定に切り替えることで, 有効光損失を約12%削減した。
第2に,位相同期の変動を最小限に抑えるため,周波数特性を考慮した位相同期システムを構築した。
最後に, 測定周波数とポンプパワーの最適実験パラメータを, スクイーズレベルへの依存性から明らかにした。
測定周波数は11MHzとし、ショットノイズと回路ノイズのクリアランスを最大化する。
さらに, ポンプパワーを660mwに最適化し, 位相ロックの不完全さによる消音・消音抑制を図り, より高いスクイーズレベルを得ることができた。
我々の知る限り、これは損失補正や回路ノイズ補正を伴わずに導波路OPAによる8-dBのスクイーズを行う最初の成果である。
また,PPLN導波路が消失した直後のスクイーズレベルは10dB以上と推定され,主に導波路損失によって制限されていると考えられる。
この広帯域の高系列光は、フォールトトレラントな超高速光量子コンピュータを実現する可能性を開く。
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