論文の概要: A complete scheme for atom-mediated deterministic photonic graph state generation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.00860v1
- Date: Sun, 2 Jun 2024 20:33:40 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-06 03:07:06.135310
- Title: A complete scheme for atom-mediated deterministic photonic graph state generation
- Title（参考訳）: 原子を介する決定論的フォトニックグラフ状態生成のための完全スキーム
- Authors: Ziv Aqua, Barak Dayan,
- Abstract要約: 高絡み合い多光子グラフ状態は、フォトニック量子計算と通信において重要な資源である。
単一原子をベースとしたフォトニック操作を利用すれば、フォトニックグラフ状態の決定論的生成が可能になることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Highly-entangled multi-photon graph states are a crucial resource in photonic quantum computation and communication. Yet, the lack of photon-photon interactions makes the construction of such graph states especially challenging. Typically, these states are produced through probabilistic single-photon sources and linear-optics entangling operations that require indistinguishable photons. The resulting inefficiency of these methods necessitates a large overhead in the number of sources and operations, creating a major bottleneck in the photonic approach. Here, we show how harnessing single-atom-based photonic operations can enable deterministic generation of photonic graph states, while also lifting the requirement for photon indistinguishability. To this end, we introduce a multi-gate quantum node comprised of a single atom in a W-type level scheme coupled to an optical resonator. This configuration provides a versatile toolbox for generating graph states, allowing the operation of two fundamental photon-atom gates, as well as the deterministic generation of single photons. We investigate the implementation of this setup with a $^{87}$Rb atom and evaluate its performance through numerical simulations.
- Abstract（参考訳）: 高絡み合い多光子グラフ状態は、フォトニック量子計算と通信において重要な資源である。
しかし、光子-光子相互作用の欠如は、そのようなグラフ状態の構築を特に困難にしている。
通常、これらの状態は確率的な単一光子源と、区別不可能な光子を必要とする線形光学エンタングリング操作によって生成される。
これらの手法の非効率性は、光源と演算数の大きなオーバーヘッドを必要とし、フォトニックアプローチにおける大きなボトルネックを生み出します。
ここでは, 単一原子をベースとしたフォトニック操作を用いることで, フォトニックグラフ状態の決定論的生成が可能となるとともに, 光子不明瞭性の要求を軽減できることを示す。
この目的のために、光共振器に結合したW型レベルスキームにおいて、単一の原子からなるマルチゲート量子ノードを導入する。
この構成はグラフ状態を生成するための汎用的なツールボックスを提供し、2つの基本光子-原子ゲートの操作と1つの光子の決定論的生成を可能にする。
本稿では,この構成を$^{87}$Rb原子を用いて実装し,数値シミュレーションによる性能評価を行う。
関連論文リスト
- Deterministic and reconfigurable graph state generation with a single solid-state quantum emitter [0.0]
我々は,光固体集積量子エミッタを用いた決定論的および再構成可能なグラフ状態生成を示す。
2つの連続する光子の量子状態トモグラフィーを行い、ベル状態の忠実度を0.80$pm$0.04まで測定し、コンカレンスを0.69$pm$0.09まで測定する。
この単純な光学スキームは、市販の量子ドットベースの単一光子源と互換性があり、スピンと光子によるフォールトトレラント量子コンピューティングに一歩近づいた。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-10-30T23:59:54Z) - Deterministic generation of a 20-qubit two-dimensional photonic cluster state [87.34681687753141]
本稿では,2次元ラグ構造において,大規模に絡み合ったマイクロ波フォトニック状態を発生させる装置を提案する。
制御された光子放射で2量子ゲートをインターリーブすることにより、光子の時間および周波数多重クラスタ状態の2xnグリッドを生成する。
最大20個のフォトニック量子ビットにまたがる局所化可能な絡み合いの符号を測定する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-09-10T16:25:24Z) - Heralded photonic graph states with inefficient quantum emitters [2.612403257963011]
フォトニックグラフ状態を生成するための量子エミッタベースのスキームは、有望でリソース効率の良い方法論を提供する。
我々は、最先端の量子エミッタからの典型的な貧弱な光子収集と互換性のあるフォトニックグラフ状態を作成するための隠蔽スキームを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-22T00:24:01Z) - All-optical modulation with single-photons using electron avalanche [69.65384453064829]
単光子強度ビームを用いた全光変調の実証を行った。
本稿では,テラヘルツ高速光スイッチングの可能性を明らかにする。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-18T20:14:15Z) - Generating scalable graph states in an atom-nanophotonic interface [0.0]
スケーラブルグラフ状態は、測定に基づく量子計算および量子技術における多くの絡み合い支援アプリケーションに不可欠である。
本稿では,原子-ナノフォトニックキャビティで調整可能な1次元と2次元の高忠実でスケーラブルなグラフ状態を作成することを提案する。
また、状態忠実度の解析を行い、多ビット状態彫刻とシーケンシャル単一光子プローブを用いて状態準備確率を最適化することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-10-06T03:33:32Z) - Quantum density matrix theory for a laser without adiabatic elimination
of the population inversion: transition to lasing in the class-B limit [62.997667081978825]
B級量子密度行列モデルは、統一理論におけるコヒーレンスと光子相関を正確に記述することができない。
ここでは、一般クラスBレーザーに対する密度行列の理論的アプローチを行い、光子のフォック基底におけるフォトニックおよび原子還元密度行列の閉方程式を提供する。
このモデルは、クラスBレーザーデバイスにおける数光子分岐と非古典光子相関の研究を可能にし、コヒーレント結合ナノレーザーアレイの量子記述を活用する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-05-26T16:33:51Z) - Near-deterministic hybrid generation of arbitrary photonic graph states
using a single quantum emitter and linear optics [0.0]
我々は、現在の量子エミッタ機能を用いて、グラフ状態を生成するためのほぼ決定論的解を導入する。
本研究は,資源効率の高い量子情報処理の実用化に向けての道を開くものである。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-05-19T17:59:59Z) - Photonic resource state generation from a minimal number of quantum
emitters [0.0]
多光子絡み合ったグラフ状態は、量子通信ネットワーク、分散量子コンピューティング、センシングの基本的なリソースである。
ここでは、所望の多光子グラフ状態が与えられた場合、最小数の量子エミッタとそれを生成可能な正確な演算シーケンスを決定するアルゴリズムを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-27T19:16:56Z) - Generation of Photonic Matrix Product States with Rydberg Atomic Arrays [63.62764375279861]
原子配列で高結合および物理次元のフォトニックマトリックス生成状態を決定論的に生成する方法を示す。
我々は、量子ゲートと最適制御手法を開発し、原子配列の光子検索効率を普遍的に制御し、解析する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-08T07:59:55Z) - A bright and fast source of coherent single photons [46.25143811066789]
単一光子源はデバイス非依存の量子通信において重要な技術である。
特に高効率な単一光子源について報告する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-24T17:08:46Z) - Inverse-designed photon extractors for optically addressable defect
qubits [48.7576911714538]
フォトニックデバイスの逆設計最適化は、スピン光子インタフェースの臨界パラメータを調整する際に、前例のない柔軟性を実現する。
逆設計のデバイスは、単一の光子エミッタのスケーラブルな配列の実現、新しい量子エミッタの迅速なキャラクタリゼーション、センシングと効率的な隠蔽機構を実現する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-24T04:30:14Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。