論文の概要: Passive and Deterministic Controlled-phase Gate for Single-photon Wavepackets Based on Time-reversal Symmetric Photon Transport
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.10719v3
- Date: Tue, 2 Apr 2024 08:50:40 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-04 11:33:25.237252
- Title: Passive and Deterministic Controlled-phase Gate for Single-photon Wavepackets Based on Time-reversal Symmetric Photon Transport
- Title（参考訳）: 時間反転対称光子輸送に基づく単一光子波束のパッシブおよび決定論的制御相ゲート
- Authors: Zhaohua Tian, Xue-Wen Chen,
- Abstract要約: 単光子ウェーブパケットに対する受動的,決定論的,ほぼ一元整合性制御-$pi$相ゲートの構築について報告する。
提案されたゲートは、時間反転対称光子輸送の原理に根ざしている。
非線形媒体を用いたフォトニック位相ゲートに固有のウェーブパレット歪みの長年の問題を回避することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6813925418351434
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We report the construction of a passive, deterministic and near unity-fidelity controlled-$\pi$-phase gate for single-photon wavepackets with a node comprising a two-level emitter and a small number of cavities. The proposed gate is rooted in the principle of time-reversal symmetric photon transport, which makes the entire photon transport process through the node into a perfect absorption and re-emission process. Consequently, it can circumvent the longstanding issue of wavepacket distortion inherent in photonic phase gates employing nonlinear media. Through such a time-reversal symmetric wavepacket transport process, the two-level emitter induces a nonlinear $\pi$ phase shift for the case of two-photon transport. Notably, for both single-photon and two-photon operations, the gate fidelity can exceed 99\% for a node with only four cavities. Moreover, our proposed gate architecture is compatible with the platforms of integrated photonics.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,2レベルエミッタと少数のキャビティからなるノードを持つ単一光子ウェーブパケットに対して,受動的,決定論的,ほぼ一元性制御された$$\pi$相ゲートの構築について報告する。
提案したゲートは、時間反転対称光子輸送の原理に根ざし、ノードを通して光子輸送過程全体を完全な吸収・再放出過程へと導く。
これにより、非線形媒体を用いたフォトニック位相ゲートに固有のウェーブパレット歪みの長年の問題を回避することができる。
このような時間反転対称なウェーブパケット輸送過程を通じて、2レベルのエミッタは2光子輸送の場合の非線形な$\pi$位相シフトを誘導する。
特に、単一光子と2光子の両方の場合、ゲート忠実度は4つのキャビティしか持たないノードに対して99\%を超える。
さらに,提案するゲートアーキテクチャは,統合フォトニクスのプラットフォームと互換性がある。
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