論文の概要: Efficient High-Dimensional Entangled State Analyzer with Linear Optics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.15066v2
- Date: Thu, 18 Jul 2024 19:40:53 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-23 00:06:44.441262
- Title: Efficient High-Dimensional Entangled State Analyzer with Linear Optics
- Title（参考訳）: リニア光学を用いた高次元エンタングル状態解析装置
- Authors: Niv Bharos, Liubov Markovich, Johannes Borregaard,
- Abstract要約: 線形光干渉計と補助フォトニック状態を用いて, 効率的な高次元交絡状態解析器を実現する方法を示す。
補助状態の絡み合いの度合いは、指数的に小さなシュミットランクによって定量化される以前のプロトコルよりもはるかに小さい。
これは、現在のハードウェアで実験的なデモを行う道を開くものだ。
- 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: The use of higher-dimensional photonic encodings (qudits) instead of two-dimensional encodings (qubits) can improve the loss tolerance and reduce the computational resources of photonic-based quantum information processing. To harness this potential, efficient schemes for entangling operations such as the high-dimensional generalization of a linear optics Bell measurement will be required. We show how an efficient high-dimensional entangled state analyzer can be implemented with a linear optics interferometer and auxiliary photonic states. The degree of entanglement of the auxiliary state is much less than in previous protocols as quantified by an exponentially smaller Schmidt rank. In addition, the auxiliary state only occupies a single spatial mode, allowing it to be generated deterministically from a single quantum emitter coupled to a small qubit register. The reduced complexity of the auxiliary states results in a high robustness to imperfections and we show that auxiliary states with fidelities > 0.9 for qudit dimensions 4 can be generated in the presence of qubit error rates on the order of 10%. This paves the way for experimental demonstrations with current hardware.
- Abstract（参考訳）: 二次元符号化(量子ビット)の代わりに高次元フォトニック符号化(量子ビット)を使用することで、損失耐性を改善し、フォトニックベースの量子情報処理の計算資源を削減することができる。
このポテンシャルを利用するには、線形光学ベル測定の高次元一般化のようなエンタングリング演算の効率的なスキームが必要となる。
線形光干渉計と補助フォトニック状態を用いて, 効率的な高次元交絡状態解析器を実現する方法を示す。
補助状態の絡み合いの度合いは、指数的に小さなシュミットランクによって定量化される以前のプロトコルよりもはるかに小さい。
さらに補助状態は単一の空間モードしか占有せず、小さな量子ビットレジスタに結合された単一の量子エミッタから決定的に生成することができる。
補助状態の複雑さが減少すると不完全化に対する堅牢性が向上し,10%のオーダーでクビット誤差率が存在する場合には,キュディ次元4の忠実度 > 0.9 の補助状態が生成可能であることを示す。
これは、現在のハードウェアで実験的なデモを行う道を開くものだ。
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