論文の概要: Efficient Characterizations of Multiphoton States with Ultra-thin Integrated Photonics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.07067v1
• Date: Mon, 14 Aug 2023 11:03:26 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-15 13:39:00.641912
• Title: Efficient Characterizations of Multiphoton States with Ultra-thin Integrated Photonics
• Title（参考訳）: 超薄型集積フォトニクスを用いた多光子状態の効率的な評価
• Authors: Kui An, Zilei Liu, Ting Zhang, Siqi Li, You Zhou, Xiao Yuan, Leiran Wang, Wenfu Zhang, Guoxi Wang, and He Lu
• Abstract要約: 単一準曲面光チップは多光子絡み状態のより効率的なキャラクタリゼーションを可能にすることを示す。 複数光子エンタングルメントの再構成における顕著な利点として,測定値の低減,高精度化,光損失に対する堅牢性などを挙げる。 我々の研究は、多光子絡みの効率的なキャラクタリゼーションのための集積光学デバイスとしてのメタ曲面の実現可能性を明らかにし、超薄型集積光学を用いたスケーラブルフォトニック量子技術に光を当てる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.471516713037156
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Metasurface enables the generation and manipulation of multiphoton entanglement with flat optics, providing a more efficient platform for large-scale photonic quantum information processing. Here, we show that a single metasurface optical chip would allow more efficient characterizations of multiphoton entangled states, such as shadow tomography, which generally requires fast and complicated control of optical setups to perform projective measurements in different bases, a demanding task using conventional optics. The compact and stable device here allows implementations of general positive observable value measures with a reduced sample complexity and significantly alleviates the experimental complexity to implement shadow tomography. Integrating self-learning and calibration algorithms, we observe notable advantages in the reconstruction of multiphoton entanglement, including using fewer measurements, having higher accuracy, and being robust against optical loss. Our work unveils the feasibility of metasurface as a favorable integrated optical device for efficient characterization of multiphoton entanglement, and sheds light on scalable photonic quantum technologies with ultra-thin integrated optics.
• Abstract（参考訳）: metasurfaceは、フラット光学による多光子絡み合いの生成と操作を可能にし、大規模なフォトニック量子情報処理のためのより効率的なプラットフォームを提供する。 本稿では,単一メタサーフェス光チップを用いて影トモグラフィなどの多光子絡み合い状態のより効率的なキャラクタリゼーションが可能となることを示す。 このコンパクトで安定な装置は、サンプルの複雑さを低減し、シャドウトモグラフィを実装するための実験の複雑さを大幅に緩和する一般的なポジティブな観測可能な値尺度の実装を可能にする。 自己学習アルゴリズムとキャリブレーションアルゴリズムの統合により,多光子絡み合いの再構成において,計測精度の低下,精度の向上,光損失に対する堅牢性など,顕著なアドバンテージが観察された。 本研究は,多光子絡み合いの効率的なキャラクタリゼーションのための好適な集積光学デバイスとしてのメタサーフェスの実現可能性を明らかにし,超薄型集積光学を用いたスケーラブルフォトニック量子技術に光を当てる。

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