論文の概要: Quantum interferences and gates with emitter-based coherent photon sources

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.01187v2
• Date: Tue, 20 Feb 2024 15:28:34 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-21 19:50:03.860620
• Title: Quantum interferences and gates with emitter-based coherent photon sources
• Title（参考訳）: エミッタ系コヒーレント光子源を用いた量子干渉とゲート
• Authors: I. Maillette de Buy Wenniger, S. C. Wein, D. Fioretto, S. E. Thomas, C. Ant\'on-Solanas, A. Lema\^itre, I. Sagnes, A. Harouri, N. Belabas, N. Somaschi, P. Hilaire, J. Senellart, P. Senellart
• Abstract要約: 原子、結晶の欠陥、量子ドットなどの量子放出体は、量子技術にとって区別できない単一光子の優れた源である。 コヒーレント励起時に放出されたフォトニック状態は、1光子成分との量子重ね合わせにおける真空成分を含む。 ここでは、光子数コヒーレンスの存在が光子数コヒーレンス門の基礎をどのように変えているのかを実験的に理論的に研究する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum emitters, such as atoms, defects in crystals, or quantum dots, are excellent sources of indistinguishable single-photons for quantum technologies. Upon coherent excitation, however, the emitted photonic state includes a vacuum component in a quantum superposition with the one-photon component. This feature has so far been largely disregarded in the framework of linear optical computing. Here we experimentally and theoretically study how the presence of photon-number coherence alters the foundation of photon-photon gates: the Hong-Ou-Mandel interference. We show that the presence of vacuum coherence not only introduces errors to standard photon indistinguishability measurements, but also results in complex quantum interference phenomena. These phenomena lead to additional entanglement that has profound impact on linear computing schemes, as we illustrate by simulating a heralded gate. Our work reveals the rich physics arising from photon-number coherence, which holds the potential to become an asset in future quantum protocols.
• Abstract（参考訳）: 量子エミッター(原子、結晶欠陥、量子ドットなど)は、量子技術にとって区別がつかない単一光子の優れた源である。 しかし、コヒーレント励起時に放出されたフォトニック状態は、1光子成分との量子重ね合わせにおける真空成分を含む。 この機能はこれまで、線形光学コンピューティングの枠組みでは無視されてきた。 ここでは、光子数コヒーレンスの存在が光子-光子ゲートの基盤、すなわち香港-ウー-マンデル干渉をどのように変化させるのかを実験的に理論的に研究する。 真空コヒーレンスの存在は、標準光子不明瞭性測定に誤差をもたらすだけでなく、複雑な量子干渉現象をもたらすことを示す。 これらの現象は、有界ゲートをシミュレートすることによって示すように、線形コンピューティングスキームに大きな影響を与える追加の絡み合いをもたらす。 我々の研究は、光子数コヒーレンスから生じるリッチな物理学を明らかにし、将来の量子プロトコルにおける資産となる可能性を秘めている。

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