論文の概要: Calibration-Independent Certification of a Quantum Frequency Converter
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.09517v2
- Date: Thu, 20 Apr 2023 08:27:53 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-21 15:42:15.248612
- Title: Calibration-Independent Certification of a Quantum Frequency Converter
- Title（参考訳）: 量子周波数変換器の校正非依存認証
- Authors: Matthias Bock, Pavel Sekatski, Jean-Daniel Bancal, Stephan Kucera,
Tobias Bauer, Nicolas Sangouard, Christoph Becher, J\"urgen Eschner
- Abstract要約: 本稿では,情報源と測定装置の助けを借りて一元的操作を認証する手法について報告する。
デバイス非依存のパラダイムと同様に、認証手法はベルテストに依存するが、高い検出効率は不要である。
周波数変換の成功例を、平均認証フィリティが$geq 84,%、効率が$geq 3.1times 10-6$で、信頼度が$99,%$で示す。
- 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 report on a method to certify a unitary operation with the help of source
and measurement apparatuses whose calibration throughout the certification
process needs not be trusted. As in the device-independent paradigm our
certification method relies on a Bell test, but it removes the need for high
detection efficiencies by including the single additional assumption that
non-detected events are independent of the measurement settings. The relevance
of the proposed method is demonstrated experimentally with the certification of
a quantum frequency converter. The experiment starts with the heralded creation
of a maximally entangled two-qubit state between a single $^{40}$Ca$^+$ ion and
a 854$\,$nm photon. Entanglement preserving frequency conversion to the telecom
band is then realized with a non-linear waveguide embedded in a Sagnac
interferometer. The resulting ion-telecom photon entangled state is
characterized by means of a Bell-CHSH test from which the quality of the
frequency conversion is quantified. We demonstrate the successful frequency
conversion with an average certified fidelity of $\geq 84\,\%$ and an
efficiency $\geq 3.1\times 10^{-6}$ at a confidence level of $99\,\%$. This
ensures the suitability of the converter for integration in quantum networks
from a trustful characterization procedure.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,認証プロセス全体にわたる校正を信頼する必要のない情報源・測定装置の助けを借りて,一元的操作を認証する手法について報告する。
デバイス非依存パラダイムと同様に、認証方法はベルテストに依存しますが、非検出イベントが測定設定から独立しているという1つの追加の仮定を含めることで、高い検出効率の必要性を取り除きます。
提案手法の妥当性を量子周波数変換器の認証により実験的に検証した。
この実験は、1つの$^{40}$ca$^+$イオンと854$\,$nm光子の間で最大に絡み合う2量子ビット状態のヘラルド化から始まる。
その後、サニャック干渉計に埋め込まれた非線形導波路により、通信帯域への絡み合い保存周波数変換を実現する。
得られたイオン−テレコム光子絡み状態は、周波数変換の質を定量化するベル−CHSH試験により特徴づけられる。
平均的な認証忠実度が$\geq 84\,\%$で、効率が$\geq 3.1\times 10^{-6}$で、信頼度が$99\,\%$で、周波数変換が成功した。
これにより、信頼性の高いキャラクタリゼーション手順から量子ネットワークにおける積分変換器の適合性が保証される。
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