論文の概要: Efficient Evaluation of Optical Quantum Modules via Dual-Photon High-Dimensional Interference

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.20092v1
• Date: Sat, 28 Dec 2024 09:23:26 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-07 17:34:29.071544
• Title: Efficient Evaluation of Optical Quantum Modules via Dual-Photon High-Dimensional Interference
• Title（参考訳）: 2光子高次元干渉による光量子モジュールの効率評価
• Authors: Xiaoqian Zhang, Maolin Luo, Xiaoqi Zhou,
• Abstract要約: 本稿では,高次元のHong-Ou-Mandel干渉に基づく2光子量子モジュール評価法を提案する。 本手法では,光量子モジュールの高速評価を実現するために,多自由度光子符号化を用いる。 本手法をプログラマブルシリコンフォトニックチップ上で検証し,光学量子モジュールの性能を正確に評価できることを実証した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.02364822793839
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The rapid advancement of quantum information technology has increased the demand for precise testing and calibration of quantum modules, especially in optical quantum circuits where module reliability directly impacts system performance. To address this need, we propose a dual-photon quantum module evaluation method based on high-dimensional Hong-Ou-Mandel interference. Our method employs multi-degree-of-freedom photon encoding, enabling fast evaluation of optical quantum modules while simplifying implementation and significantly reducing measurement resources. Resource demands stay constant as system dimensionality increases, allowing efficient evaluations in high-dimensional quantum systems. We validated this method on a programmable silicon photonic chip, demonstrating its ability to accurately evaluate optical quantum module performance while significantly reducing resource consumption. Furthermore, we extended this method to general qubit systems and validated its feasibility through a proof-of-principle experiment on IBM's superconducting platform. This quantum module evaluation method holds significant potential for widespread application in quantum information fields.
• Abstract（参考訳）: 量子情報技術の急速な進歩により、特にモジュールの信頼性がシステム性能に直接影響を与える光量子回路において、量子モジュールの正確なテストと校正の需要が高まっている。 そこで本研究では,高次元のHong-Ou-Mandel干渉に基づく2光子量子モジュール評価手法を提案する。 提案手法では,光量子モジュールの高速な評価を実現するとともに,実装を簡素化し,測定資源を大幅に削減する。 資源需要は、システム次元が増加するにつれて一定であり、高次元量子系における効率的な評価を可能にする。 本手法をプログラマブルシリコンフォトニックチップ上で検証し,光量子モジュールの性能を精度よく評価し,資源消費量を大幅に削減できることを示した。 さらに,本手法を一般の量子ビットシステムに拡張し,IBMの超伝導プラットフォーム上での実証実験により本手法の有効性を検証した。 この量子モジュール評価法は、量子情報分野に広く応用するための重要な可能性を持っている。

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