論文の概要: Direct generation of multi-photon hyperentanglement
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.08790v1
- Date: Thu, 13 Jun 2024 03:48:23 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-14 21:28:25.768567
- Title: Direct generation of multi-photon hyperentanglement
- Title（参考訳）: 多光子ハイパーエンタングルメントの直接生成
- Authors: Peng Zhao, Jia-Wei Ying, Meng-Ying Yang, Wei Zhong, Ming-Ming Du, Shu-Ting Shen, Yun-Xi Li, An-Lei Zhang, Lan Zhou, Yu-Bo Sheng,
- Abstract要約: 本稿では,3光子および4光子ハイパーエンタングルメントの直接生成プロトコルについて述べる。
我々は、自発的なダウンコンバージョン源の簡単なカスケードを通して、任意の数の光子へのアプローチを拡張する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.529270310373455
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Multi-photon hyperentangement is of fundamental importance in optical quantum information processing. Existing theory and experiment producing multi-photon hyperentangled states have until now relied on the outcome post-selection, a procedure where only the measurement results corresponding to the desired state are considered. Such approach severely limits the usefulness of the resulting hyperentangled states. We present the protocols of direct production of three- and four-photon hyperentanglement and extend the approach to an arbitrary number of photons through a straightforward cascade of spontaneous parametric down-conversion (SPDC) sources. The generated multi-photon hyperentangled states are encoded in polarization-spatial modes and polarization-time bin degrees of freedom, respectively. Numerical calculation shows that if the average photon number $\mu$ is set to 1, the down conversion efficiency is $7.6*10^{-6}$ and the repetition frequency of the laser is $10^9$ Hz, the number of the generation of three-photon and four-photon hyperentanglement after cascading can reach about $5.78*10^{-2}$ and $4.44*10^{-7}$ pairs per second, respectively. By eliminating the constraints of outcome post-selection, our protocols may represent important progresses for multi-photon hyperentangement generation and providing a pivotal role in future multi-party and high-capacity communication networks.
- Abstract（参考訳）: 多光子ハイパーアンタングメントは、光量子情報処理において基本的な重要性である。
既存の理論と多光子ハイパーエンタングル状態の生成実験は、これまで、望まれる状態に対応する測定結果のみを考慮に入れた結果の選択に頼っていた。
このようなアプローチは、結果として生じる超絡み合った状態の有用性を著しく制限する。
本稿では,3光子および4光子ハイパーアングルメントの直接生成プロトコルを提案し,自発パラメトリックダウンコンバージョン(SPDC)源の簡単なカスケードを通して任意の光子にアプローチを拡張した。
生成した多光子超絡み合った状態は、それぞれ分極-空間モードと分極-時間2自由度で符号化される。
数値計算により、平均光子数$\mu$が1に設定された場合、ダウンコンバージョン効率は7.6*10^{-6}$で、レーザーの繰り返し周波数は10^9$ Hzであり、カスケード後の3光子と4光子ハイパーエンタングルメントの生成数は、それぞれ5.78*10^{-2}$と4.44*10^{-7}$対である。
提案プロトコルは,結果選択後の制約を排除し,多光子ハイパーエンタングメント生成の重要な進歩を表現し,将来の多人数・高容量通信ネットワークにおいて重要な役割を担っている。
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