論文の概要: Scalable generation and detection of on-demand W states in nanophotonic circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.06116v1
• Date: Wed, 12 Jul 2023 12:15:13 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-07-13 13:10:04.299675
• Title: Scalable generation and detection of on-demand W states in nanophotonic circuits
• Title（参考訳）: ナノフォトニック回路におけるオンデマンドW状態の生成と検出
• Authors: Jun Gao, Leonardo Santos, Govind Krishna, Ze-Sheng Xu, Adrian Iovan, Stephan Steinhauer, Otfried G\"uhne, Philip J. Poole, Dan Dalacu, Val Zwiller, Ali W. Elshaari
• Abstract要約: ナノワイヤ量子ドットと窒化ケイ素フォトニックチップを用いて、8モードのオンデマンド光子W状態を生成する。 本稿では,Gerchberg-Saxton位相探索アルゴリズムによって支援されたFourierと実空間イメージングを用いて,フォトニック回路のW状態再構築のための信頼性が高くスケーラブルな手法を実証する。 この研究は、W状態における多重粒子の絡み合いを評価するための新しいイメージング手法を提供し、画像処理のさらなる進歩と複雑な量子系に対するフーリエ空間解析技術を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.495431203748202
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum physics phenomena, entanglement and coherence, are crucial for quantum information protocols, but understanding these in systems with more than two parts is challenging due to increasing complexity. The W state, a multipartite entangled state, is notable for its robustness and benefits in quantum communication. Here, we generate an 8-mode on-demand single photon W states, using nanowire quantum dots and a silicon nitride photonic chip. We demonstrate a reliable, scalable technique for reconstructing W-state in photonic circuits using Fourier and real-space imaging, supported by the Gerchberg-Saxton phase retrieval algorithm. Additionally, we utilize an entanglement witness to distinguish between mixed and entangled states, thereby affirming the entangled nature of our generated state. The study provides a new imaging approach of assessing multipartite entanglement in W-states, paving the way for further progress in image processing and Fourier-space analysis techniques for complex quantum systems.
• Abstract（参考訳）: 量子物理学現象、絡み合いとコヒーレンス(英語版)は量子情報プロトコルにとって重要であるが、2つ以上の部分を持つシステムでこれらを理解することは複雑さが増すために困難である。 w状態は多成分の絡み合った状態であり、その強固さと量子通信の利点で有名である。 ここでは,ナノワイヤ量子ドットと窒化ケイ素フォトニックチップを用いて,オンデマンドで8モードの単一光子状態を生成する。 我々は,gerchberg-saxton位相検索アルゴリズムによって支援されたフーリエおよび実空間イメージングを用いて,フォトニック回路におけるw状態再構成のための信頼性の高いスケーラブルな手法を示す。 さらに, 絡み合い証人を用いて混合状態と絡み合い状態の区別を行い, 生成状態の絡み合い特性を肯定する。 この研究は、W状態における多重粒子の絡み合いを評価し、画像処理のさらなる進歩と複雑な量子システムのためのフーリエ空間解析技術を提供する。

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