論文の概要: Efficient Characterizations of Multiphoton States with an Ultra-thin Optical Device

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.07067v2
• Date: Tue, 25 Jun 2024 10:21:26 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-26 21:09:52.041714
• Title: Efficient Characterizations of Multiphoton States with an Ultra-thin Optical Device
• Title（参考訳）: 超薄光デバイ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, He Lu,
• Abstract要約: 一つの準曲面光学デバイスは、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, 実験的不完全性に対する堅牢性などを挙げる。 本研究は,多光子エンタングルメント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メタ曲面の実現可能性を明らかにし,超薄型光デバイス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 device 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 information-complete measurements, 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 experimental imperfections. 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 optical devices.
• Abstract（参考訳）: メタサーフェスにより、平面光学による多光子絡み合いの生成と操作が可能となり、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。 ここでは, 従来の光学を用いた要求タスクである情報完全測定を行うために, 光装置の高速かつ複雑な制御を必要とするシャドウトモグラフィなど, 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が可能であることを示す。 この小型で安定な装置は、サンプルの複雑さを低減した一般的な正の観測値測定の実装を可能にし、シャドウトモグラフィーを実装するための実験的な複雑さを著しく軽減する。 自己学習アルゴリズムと校正アルゴリズムを統合することで、より少ない測定、高い精度、実験上の不完全性に対する堅牢性など、多光子絡み合いの再構築において顕著な利点を享受できる。 本研究は,多光子エンタングルメント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メタ曲面の実現可能性を明らかにし,超薄型光デバイス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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