論文の概要: Ultrafast All-Optical Measurement of Squeezed Vacuum in a Lithium Niobate Nanophotonic Circuit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.00518v1
• Date: Sat, 01 Feb 2025 18:33:30 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-05 14:56:30.657103
• Title: Ultrafast All-Optical Measurement of Squeezed Vacuum in a Lithium Niobate Nanophotonic Circuit
• Title（参考訳）: ニオブ酸リチウムナノフォトニック回路におけるスクイーズ真空の超高速全光学計測
• Authors: James Williams, Elina Sendonaris, Rajveer Nehra, Robert M Gray, Ryoto Sekine, Luis Ledezma, Alireza Marandi,
• Abstract要約: 我々は、集積フォトニクスにおける量子状態トモグラフィーを実現し、ナノフォトニクス回路における圧縮真空の生成と全光学ウィグナートモグラフィーを実証する。 我々は分散工学を用いてフェムト秒パルスの歪みのない伝播を可能にし、超広帯域動作帯域を実現する。 室温統合プラットフォームにおける全光学超高速量子情報処理を実現するためのコースを図示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Squeezed vacuum, a fundamental resource for continuous-variable quantum information processing, has been used to demonstrate quantum advantages in sensing, communication, and computation. While most experiments use homodyne detection to characterize squeezing and are therefore limited to electronic bandwidths, recent experiments have shown optical parametric amplification (OPA) to be a viable measurement strategy. Here, we realize OPA-based quantum state tomography in integrated photonics and demonstrate the generation and all-optical Wigner tomography of squeezed vacuum in a nanophotonic circuit. We employ dispersion engineering to enable the distortion-free propagation of femtosecond pulses and achieve ultrabroad operation bandwidths, effectively lifting the speed restrictions imposed by traditional electronics on quantum measurements with a theoretical maximum clock speed of 6.5 THz. We implement our circuit on thin-film lithium niobate, a platform compatible with a wide variety of active and passive photonic components. Our results chart a course for realizing all-optical ultrafast quantum information processing in an integrated room-temperature platform.
• Abstract（参考訳）: 連続可変量子情報処理の基本的なリソースであるSqueezed vacuumは、センシング、通信、計算における量子上の利点を示すために使われてきた。 ほとんどの実験では、ホモダイン検出を用いてスクイーズを特徴付け、電子帯域に制限されるが、最近の実験では光学パラメトリック増幅(OPA)が測定戦略として有効であることが示されている。 そこで我々は,OPAをベースとした量子状態トモグラフィーを集積フォトニクスで実現し,ナノフォトニクス回路におけるスクラップ真空の発生と全光学ウィグナートモグラフィーを実証した。 我々は分散工学を用いてフェムト秒パルスの歪みのない伝播と超広帯域動作帯域を実現し、理論上最大クロック速度6.5Hzの量子計測において従来の電子回路が課す速度制限を効果的に引き上げる。 我々は,多種多様な活・受動フォトニック成分に適合する薄膜ニオブ酸リチウムに回路を実装した。 室温統合プラットフォームにおける全光学超高速量子情報処理を実現するためのコースを図示した。

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