論文の概要: Cryogenic Feedforward of a Photonic Quantum State
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.08908v1
- Date: Fri, 11 Oct 2024 15:29:15 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-10-30 21:16:19.400274
- Title: Cryogenic Feedforward of a Photonic Quantum State
- Title（参考訳）: フォトニック量子状態の低温フィードフォワード
- Authors: Frederik Thiele, Niklas Lamberty, Thomas Hummel, Nina A. Lange, Lorenzo M. Procopio, Aishi Barua, Sebastian Lengeling, Viktor Quiring, Christof Eigner, Christine Silberhorn, Tim J. Bartley,
- Abstract要約: 絡み合ったフォトニック量子状態の測定に基づく変調は、光量子情報処理の基盤技術である。
量子光源上の準光子数分解測定を用いて低遅延フィードフォワードを示す。
これは、最速の量子フォトニックフィードフォワード実験のための重要なベンチマークである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6819010383838326
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Modulation conditioned on measurements on entangled photonic quantum states is a cornerstone technology of optical quantum information processing. Performing this task with low latency requires combining single-photon-level detectors with both electronic logic processing and optical modulation in close proximity. In the technologically relevant telecom wavelength band, detection of photonic quantum states is best performed with high-efficiency, low-noise, and high-speed detectors based on the photon-induced breakdown of superconductivity. Therefore, using these devices for feedforward requires mutual compatibility of all components under cryogenic conditions. Here, we demonstrate low-latency feedforward using a quasi-photon-number-resolved measurement on a quantum light source. Specifically, we use a multipixel superconducting nanowire single-photon detector, amplifier, logic, and an integrated electro-optic modulator in situ below 4K. We modulate the signal mode of a spontaneous parametric down-conversion source, conditional on a photon-number measurement of the idler mode, with a total latency of (23+/-3)ns. The photon-number discrimination actively manipulates the signal mode photon statistics, which is itself a central component in photonic quantum computing reliant on heralded single-photon sources. This represents an important benchmark for the fastest quantum photonic feedforward experiments comprising measurement, amplification, logic and modulation. This has direct applications in quantum computing, communication, and simulation protocols.
- Abstract（参考訳）: 絡み合ったフォトニック量子状態の測定に基づく変調は、光量子情報処理の基盤技術である。
このタスクを低レイテンシで実行するには、単一光子レベルの検出器と電子論理処理と近接した光変調の両方を組み合わせる必要がある。
技術的に関係のあるテレコム波長帯では、光子誘起超伝導の分解に基づく高効率、低ノイズ、高速検出器を用いてフォトニック量子状態の検出が最善である。
したがって、これらのデバイスをフィードフォワードに使用するには、低温条件下での全てのコンポーネントの相互互換性が必要である。
ここでは、量子光源上の準光子数分解測定を用いて低遅延フィードフォワードを示す。
具体的には、マルチピクセル超伝導ナノワイヤ単光子検出器、増幅器、ロジック、および4K以下の集積電気光学変調器を用いる。
アイドラーモードの光子数測定の条件付きパラメトリックダウンコンバージョン源の信号モードを (23+/-3)nsで変調する。
光子数判別は信号モード光子統計を積極的に操作するが、これは光子量子コンピューティングの中心的な要素であり、偏光子源に依存している。
これは、測定、増幅、論理、変調を含む最も速い量子フォトニックフィードフォワード実験のための重要なベンチマークである。
これは量子コンピューティング、通信、シミュレーションプロトコルに直接的な応用がある。
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