論文の概要: Frequency entangled W states and quantum frequency translation protocols via forward Brillouin interactions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.06641v1
- Date: Mon, 09 Dec 2024 16:36:55 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-10 14:53:01.045505
- Title: Frequency entangled W states and quantum frequency translation protocols via forward Brillouin interactions
- Title（参考訳）: 前方ブリルアン相互作用による周波数絡み合ったW状態と量子周波数変換プロトコル
- Authors: Andrew J. Shepherd, Ryan O. Behunin,
- Abstract要約: 我々は、ブリュアン散乱のフォノン-光子相互作用が、周波数に絡み合った単一光子状態の高速合成にどのように使用できるかを示す。
提案システムでは、異なる周波数の同時レーザーパルスが射出単光子または遮蔽単光子のいずれかを動的に発展させ、選択された寸法と出力周波数のW状態を生成する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Complex quantum states of light are not only central to advancing our understanding of quantum mechanics, but are also necessary for a variety of quantum protocols. High-dimensional, or multipartite, quantum states are of specific interest, as they can exhibit unique properties both fundamentally and in application. The synthesis of high-dimensional, entangled photonic states can take the form of various schemes, which result in varying forms of entanglement. Frequency-entanglement is specifically attractive due to compatibility with integrated systems and resistance to decoherence in fiber transportation; however, increasing the dimension of frequency-entangled states requires a system that offers quantum interactions between a large set of distinct frequencies. Here, we show how the phonon-photon interactions of forward Brillouin scattering, which offer access to a ladder of optical resonances permitted by a single mechanical mode, can be used for fast-synthesis of frequency-entangled, single-photon W states. In our proposed system, simultaneous laser pulses of different frequencies dynamically evolve either an injected single photon or a heralded single phonon, generating W states of selected dimension and output frequency. This method enables the synthesis of `perfect' W states by adjusting the pulse amplitudes. In addition, we show how this system can be used for quantum frequency translation.
- Abstract（参考訳）: 光の複雑な量子状態は、量子力学の理解を深める中心となるだけでなく、様々な量子プロトコルにも必要である。
高次元または多次元の量子状態は、基本的にも応用においてもユニークな性質を示すことができるため、特定の興味を持つ。
高次元の絡み合ったフォトニック状態の合成は、様々なスキームの形式を取ることができ、様々な形の絡み合いをもたらす。
周波数絡み合いは、集積系との整合性とファイバ輸送におけるデコヒーレンスに対する抵抗により特に魅力的であるが、周波数絡み合い状態の次元を増大させるには、異なる周波数の大規模な集合間の量子的相互作用を提供するシステムが必要である。
ここでは、単一メカニカルモードで許される光共鳴のはしごへのアクセスを提供する前方ブリルアン散乱のフォノン-光子相互作用が、周波数に絡み合った単一光子状態の高速合成にどのように利用できるかを示す。
提案システムでは、異なる周波数の同時レーザーパルスが射出単光子または遮蔽単光子のいずれかを動的に発展させ、選択された寸法と出力周波数のW状態を生成する。
この方法はパルス振幅を調整して「完全」W状態の合成を可能にする。
さらに,このシステムが量子周波数変換にどのように使用できるかを示す。
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