論文の概要: Enhanced Photon Routing Beyond the Blockade Limit Via Linear Optics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.01114v1
- Date: Mon, 1 May 2023 22:50:51 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-03 16:02:03.215540
- Title: Enhanced Photon Routing Beyond the Blockade Limit Via Linear Optics
- Title（参考訳）: リニア光学による封鎖限界を超える光子ルーティングの強化
- Authors: Harjot Singh, Jasvith Raj Basani, and Edo Waks
- Abstract要約: 1つの入力ポートから別の出力ポートに区別不可能な光子を誘導することは、量子情報処理における基本的な操作である。
原子の後に適用された線形光ユニタリ変換により、この時間-エネルギー限界を超える効率を分割できることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Directing indistinguishable photons from one input port into separate output
ports is a fundamental operation in quantum information processing. The
simplest scheme for achieving routing beyond random chance uses the photon
blockade effect of a two-level emitter. But this approach is limited by a
time-energy uncertainty relation. We show that a linear optical unitary
transformation applied after the atom enables splitting efficiencies that
exceed this time-energy limit. We show that the linear optical unitary improves
the splitting efficiency from 67\% to 82\% for unentangled photon inputs, and
from 77\% to 90\% for entangled photon inputs. We then optimize the temporal
mode profile of the entangled photon wavefunction to attain the optimal
splitting efficiency of 92\%, a significant improvement over previous limits
derived using a two-level atom alone. These results provide a path towards
optimizing single photon nonlinearities and engineering programmable and robust
photon-photon interactions for practical, high-fidelity quantum operations.
- Abstract（参考訳）: 1つの入力ポートから別の出力ポートへ光子を誘導することは、量子情報処理における基本的な操作である。
ランダムチャンスを超えた経路を実現するための最も単純なスキームは、2レベルエミッタの光子遮断効果を用いる。
しかし、このアプローチは時間-エネルギーの不確実性関係によって制限される。
原子の後に適用される線形光学ユニタリ変換は、この時間エネルギー限界を超える分割効率を可能にする。
線形光ユニタリは光子入力において67 %から82 %に、光子入力では77 %から90 %に分割効率を向上することを示した。
次に, 絡み合った光子波動関数の時間モードプロファイルを最適化し, 92\%の最適分割効率を得る。
これらの結果は、実用的で高忠実な量子演算のための単一光子非線形性と工学的プログラム可能で堅牢な光子-光子相互作用の最適化への道を提供する。
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