論文の概要: Effects of Chromatic Dispersion on Single-Photon Temporal Wave Functions in Quantum Communications

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.10142v1
• Date: Fri, 15 Dec 2023 19:00:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-19 18:25:41.802782
• Title: Effects of Chromatic Dispersion on Single-Photon Temporal Wave Functions in Quantum Communications
• Title（参考訳）: 量子通信における単一光子時間波関数に対する色分散の影響
• Authors: Artur Czerwinski, Xiangji Cai, Saeed Haddadi
• Abstract要約: 量子通信における単一光子の時間波関数(TWF)に対する色分散の影響について検討する。 チャープパラメータを適切に調整することにより,色分散の抑制効果を補償できることを示す。 本研究では,高速・長距離量子通信システムの設計と実装に関する重要な知見を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In this paper, we investigate the effects of chromatic dispersion on the temporal wave functions (TWFs) of single photons in the context of quantum communications. We start by considering TWFs defined by generalized Gaussian modes. From this framework, we derive two specific models: chirped and unchirped Gaussian TWFs. In the first case, we explore the impact of the chirp parameter on the properties of single-photon TWFs. We show that by properly adjusting the chirp parameter, it is possible to compensate for the detrimental effects of chromatic dispersion, allowing for the maintenance of high-fidelity transmission of quantum information over long distances. Furthermore, we examine the effects of chromatic dispersion on a qubit defined in the time domain, illustrating how this phenomenon can influence the transmission of information encoded in time-bins. Finally, we consider non-Gaussian TWFs that are represented by hyperbolic-secant modes. Our results provide important insights into the design and implementation of high-speed and long-distance quantum communication systems. The findings underscore the potential for using chirp management techniques to mitigate the effects of chromatic dispersion.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,量子通信における単一光子の時間波関数(TWF)に対する色分散の影響について検討する。 まず一般化ガウスモードで定義されるTWFを考える。 このフレームワークから、チャープされたガウシアンTWFとアンカー化されたガウシアンTWFの2つの特定のモデルが導出される。 まず, 単光子TWFの特性に及ぼすチャープパラメータの影響について検討する。 チャープパラメータを適切に調整することにより、色分散の有害な効果を補うことができ、長距離での量子情報の高忠実伝送を維持できることを示す。 さらに,時間領域で定義された量子ビットに対する色分散の影響について検討し,この現象が時間領域で符号化された情報の伝達にどのように影響するかを示す。 最後に、双曲型セカントモードで表される非ガウス的TWFについて考察する。 本研究は,高速・長距離量子通信システムの設計と実装に関する重要な知見を提供する。 以上の結果から,チャープ管理技術が発色分散の影響を緩和する可能性が示唆された。

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