論文の概要: Passive Photonic Phase Gate via a Two-Level Emitter and Few Cavities

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.10719v1
• Date: Sun, 17 Dec 2023 13:39:44 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-19 14:58:55.420533
• Title: Passive Photonic Phase Gate via a Two-Level Emitter and Few Cavities
• Title（参考訳）: 2層エミッタと少数キャビティによるパッシブフォトニック位相ゲート
• Authors: Zhaohua Tian and Xue-Wen Chen
• Abstract要約: 2レベルエミッタと少数のキャビティからなる単純なシステムでは、単一光子量子ビットを走行するための高忠実性決定性制御=$pi$相ゲートが実現可能であることを示す。 ゲートは、エミッタとキャビティ間のカップリングレートの最適設定と、適切な時間形状の光子ウェーブパケットの使用に依存している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8049750230212119
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We show that a simple system consisting of a two-level emitter and few cavities could realize a high-fidelity deterministic controlled-$\pi$-phase gate for traveling single-photon qubits. The gate relies on the optimal setting of the coupling rates among the emitter and cavities and the use of photon wavepackets with an appropriate temporal shape, which could simply the gate operation to a process of complete absorption and re-emission of the wavepackets. consequently, it is free of wavepacket distortions, circumventing the long-standing challenge associated with the use of nonlinear media as a phase gate. Undergoing the process of absorption and re-emission, the two-level emitter enables a nonlinear $\pi$ phase shift for the two-photon wavepacket. The gate fidelity could reach over 99% with only four cavities. The proposed gate is passive and its architecture is compatible with integrated photonic platforms and in line with recent developments in quantum photonics.
• Abstract（参考訳）: 2レベルエミッタと少数のキャビティからなる単純なシステムでは、単一光子量子ビットを走行するための高忠実度決定性制御-$\pi$-phaseゲートが実現可能である。 ゲートはエミッタとキャビティ間の結合速度の最適設定と適切な時間的形状の光子ウェーブパペットの使用に依存しており、これは単にゲート操作がウェーブパペットの完全な吸収と再放出のプロセスに繋がる可能性がある。 このため、位相ゲートとしての非線形媒体の使用に伴う長年の課題を回避し、ウェーブパックの歪みがない。 吸収と再放出の過程を経て、2レベルエミッタは2光子ウェーブパックの非線形$\pi$位相シフトを可能にする。 ゲートの忠実度はわずか4つのキャビティで99%以上に達することができた。 提案したゲートは受動的であり、そのアーキテクチャは集積フォトニックプラットフォームと互換性があり、近年の量子フォトニクスの発展と一致している。

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