論文の概要: Imaging cross-degree-of-freedom structures in biphoton spatial-polarization hyperentanglement

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.03586v2
• Date: Mon, 22 Sep 2025 18:57:49 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-24 16:16:25.531052
• Title: Imaging cross-degree-of-freedom structures in biphoton spatial-polarization hyperentanglement
• Title（参考訳）: 双光子空間分極ハイパーアングルメントにおけるクロス・オブ・フリーダム構造
• Authors: Cheng Li, Girish Kulkarni, Isaac Soward, Yingwen Zhang, Jeremy Upham, Duncan England, Andrei Nomerotski, Ebrahim Karimi, Robert Boyd,
• Abstract要約: 広角251次元双光子状態における全場空間偏光構造を解明する。 我々の研究は、将来の量子技術のための超絡み合った状態における高次元とクロスDoF相関のさらなる活用のための重要な基礎となる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.594345069715262
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Hyperentanglement, which refers to entanglement across more than one degree of freedom (DoF), is a valuable resource in photonic quantum technology. Although hyperentangled states inherently facilitate access to high-dimensional Hilbert spaces, their distinguishing feature lies in the cross-DoF structures beyond independent entanglement in each DoF, which can be leveraged to enable novel and robust information processing schemes. In particular, for a spatial-polarization hyperentangled state generated from spontaneous parametric downconversion, the resulting polarization entanglement is structured by the spatial distribution of all interacting optical fields. Characterizing such cross-DoF structures is a crucial step towards employing hyperentangled states for practical quantum applications. Here, by performing polarization state tomography on all spatially correlated photon pairs, we have, for the first time, resolved the full-field spatial-polarization structure in a 251-dimensional hyperentangled biphoton state. We observe an entire class of near-maximally polarization-entangled states with an average concurrence of $0.8303 \pm 0.0004$, characterized by biphoton polarization phases that exhibit radial and linear gradients induced by the transverse momenta of the down-converted photons and the pump beam, respectively. Our study lays important groundwork for further exploiting the high dimensionality and cross-DoF correlations in hyperentangled states for future quantum technologies.
• Abstract（参考訳）: ハイパーエンタングルメント(Hyperentanglement)は、1度以上の自由度(DoF)にまたがる絡み合いを指し、フォトニック量子技術において貴重な資源である。 ハイパーエンタングル状態は本質的に高次元ヒルベルト空間へのアクセスを容易にするが、それらの特徴は各DoFの独立な絡み合いを超えたクロスDoF構造にあり、新規で堅牢な情報処理スキームを実現するために利用することができる。 特に、自発的なパラメトリックなダウンコンバージョンから生じる空間偏光ハイパーアンタングル状態に対して、結果として生じる偏光エンタングルメントは、すべての相互作用する光学場の空間分布によって構成される。 このようなクロスDoF構造を特徴づけることは、実用的な量子応用に超絡み合った状態を採用するための重要なステップである。 ここでは,すべての空間相関光子対に対して偏光状態トモグラフィーを行うことにより,251次元双光子状態における全場空間偏光構造を初めて解いた。 両光子偏光相は, 逆光子とポンプビームの逆モーメントによって誘起される直線勾配と放射偏光相が特徴である。 我々の研究は、将来の量子技術のための超絡み合った状態における高次元とクロスDoF相関のさらなる活用のための重要な基礎となる。

関連論文リスト

• Imaging Walk-Off Driven Distortions in EPR Photon Pair Correlations [0.0]
  自発パラメトリックダウン変換は、位置相関および運動量反相関光子対の主源である。 両屈折誘発逆歩行は、この因子化を破り、これらの自由度を結合することを示す。 両屈折性非線形媒体における光子対生成のより完全な記述を提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-12-13T18:34:57Z)
• Time-Resolved Stokes Analysis of Single Photon Emitters in Hexagonal Boron Nitride [0.0]
  六方晶窒化ホウ素(hBN)における量子エミッタの偏光状態の包括的特徴付けには回転四面体プレート(RQWP)法を用いる。 以上の結果から,hBNエミッタの複雑な偏光ダイナミクスが発見され,これまでアクセス不能であった知見が得られた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-04-15T13:49:14Z)
• Polarization Entanglement with highly non-degenerate photon pairs enhanced by effective walk-off compensation method [0.0]
  バルク偏極ニオブ酸リチウム(PPLN)結晶を用いた非縮退光子対の偏光絡みを実証した。 両屈折性結晶ウェッジを用いた有効補償法を導入し,空間的および時間的歩行を同時に除去する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-10T18:12:51Z)
• Single-shot characterization of photon indistinguishability with dielectric metasurfaces [0.0]
  光子の区別不可能性を特徴づけることは、量子フォトニクスにおいて重要な課題である。 我々は、再構成可能な要素を使わずに、静的な誘電体準曲面格子を開発する。 我々は、98.4%以上の忠実度を持つ時間領域における光子の識別不可能性を実験的に定量化した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-03T01:18:48Z)
• Directional spontaneous emission in photonic crystal slabs [49.1574468325115]
  自発放出は、励起量子エミッタが量子ゆらぎによって基底状態に緩和される基本的な平衡過程である。 これらの光子を介する相互作用を修正する方法の1つは、エミッターの双極子放射パターンを変更することである。 我々の研究は、これらの方向の放出パターンと前述の変数の相互作用を詳しく調べ、未発見の量子光学現象を微調整する可能性を明らかにした。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-12-04T15:35:41Z)
• Photon pair generation from lithium niobate metasurface with tunable spatial entanglement [0.0]
  空間的絡み合いを持つ2光子状態は、量子力学の基本法則をテストするための必須資源である。 ここでは, 極薄非線形リチウムニオブ酸リチウム準曲面が空間的に絡み合った光子対を生成し, 均一に調整できると予測する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-08-31T03:58:24Z)
• Correlating space, wavelength, and polarization of light: Spatio-Spectral Vector Beams [0.0]
  光の空間的またはスペクトル的な形状に関連する偏光は、いわゆる空間的またはスペクトル的ベクトルビームをもたらす。 我々は、ベクトルビームの一般的な考え方を、どちらのアプローチも組み合わせて、3つの非分離可能なDoFで光の新たな状態を構築することで拡張する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-07-06T13:05:00Z)
• Dissipative stabilization of maximal entanglement between non-identical emitters via two-photon excitation [49.1574468325115]
  2つの非同一の量子放出体は、空洞の中に配置され、2光子共鳴にコヒーレントに励起されると、ほぼ最大エンタングルメントの定常状態に達する。 この機構は、2光子共鳴でエミッタを駆動する際、定常および準安定な絡み合いを生じる現象の複雑なファミリーの1つである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-06-09T16:49:55Z)
• Shaping Single Photons through Multimode Optical Fibers using Mechanical Perturbations [55.41644538483948]
  単一の光子の形状と絡み合った光子対間の空間的相関を制御するための全ファイバーアプローチを示す。 これらの摂動を最適化し、単一光子の空間分布や光子対の空間相関を1箇所に局在させる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-06-04T07:33:39Z)
• High-dimensional quantum correlation measurements with an adaptively gated hybrid single-photon camera [58.720142291102135]
  本研究では,高空間分解能センサと高時間分解能検出器を組み合わせた適応ゲート型ハイブリッド高分解能カメラ(HIC)を提案する。 空間分解能は9メガピクセル近く、時間分解能はナノ秒に近いため、このシステムは以前は実現不可能だった量子光学実験の実現を可能にする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-25T16:59:27Z)
• Solution-phase single-particle spectroscopy for probing multi-polaronic dynamics in quantum emitters at femtosecond resolution [6.722815153728718]
  本研究では, 単分子および/または欠陥状態における試料平均動力学をフェムト秒分解能で前例のない明瞭度で検出する光子相関検出を用いた溶液相単粒子ポンププローブ分光法を開発した。 我々の研究は、単一エミッタ、分子、欠陥の超高速分光のための枠組みを提供し、量子情報応用のための超大規模キャラクタリゼーションと合成改善の新たな道を開く。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-04-03T06:14:14Z)
• Efficient site-resolved imaging and spin-state detection in dynamic two-dimensional ion crystals [39.58317527488534]
  量子コンピューティング、シミュレーション、センシングにおいて、個々の捕捉されたイオンのスピン状態を高い忠実度で解き明かすことは、幅広い分野の応用にとって重要である。 本稿では, ハードウェア検出器と人工ニューラルネットワークを組み合わせた, トラップ領域に100個以上のイオンを閉じ込めた大型2次元(2次元)結晶の高忠実度状態判別法について報告する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-03-20T00:30:18Z)
• Quantum vortices of strongly interacting photons [52.131490211964014]
  渦は非線形物理学における非自明なダイナミクスの目印である。 量子非線形光学媒体における強い光子-光子相互作用による量子渦の実現について報告する。 3つの光子に対して、渦線と中心渦輪の形成は真の3光子相互作用を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-02-12T18:11:04Z)
• On-chip quantum information processing with distinguishable photons [55.41644538483948]
  多光子干渉は光量子技術の中心にある。 そこで本研究では,共振器型集積光子源に必要なスケールで変形した光子を干渉させるのに十分な時間分解能で検出を実装できることを実験的に実証した。 ボソンサンプリング実験において,非イデアル光子の時間分解検出がエンタングル操作の忠実度を向上し,計算複雑性の低減を図ることができることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-10-14T18:16:49Z)
• Correlated steady states and Raman lasing in continuously pumped and probed atomic ensembles [68.8204255655161]
  我々は、継続的に光学的に励起され、探査されるアルカリ原子のアンサンブルを考える。 大きな光学深度での光子の集団散乱のため、原子の定常状態は非相関なテンソル生成状態に対応しない。 超ラジアントレーザーのモデルに類似したラマンラシングの機構を発見し,特徴付けする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-05-10T06:54:54Z)
• Characterising and Tailoring Spatial Correlations in Multi-Mode Parametric Downconversion [0.0]
  空間領域における2光子波動関数の記述を定式化し、JTMA(Joint-transverse-momentum-amplitude)と呼ばれる。 本稿では,2Dpi$-measurementと呼ばれる単純な位相ステップスキャンを用いて,収集したJTMAを正確に再構築する,実用的で効率的な手法を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-10-07T13:40:28Z)
• Full-mode Characterisation of Correlated Photon Pairs Generated in Spontaneous Downconversion [0.0]
  自発的なダウンコンバージョンは、量子フォトニクス研究所で絡み合った光子対を生成する主要な源である。 タイプI結晶中で生成した光子対間の全モード相関をラゲール・ガウス法により検討した。 また,2光子空間相関に対する異なる空間モードを有する構造型ポンプビームの効果についても検討した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-15T20:17:52Z)
• Hybrid quantum photonics based on artificial atoms placed inside one hole of a photonic crystal cavity [47.187609203210705]
  一次元で自由なSi$_3$N$_4$ベースのフォトニック結晶キャビティ内にSiV$-$含ナノダイアモンドを含むハイブリッド量子フォトニクスを示す。 結果として生じる光子フラックスは、自由空間に比べて14倍以上増加する。 結果は、ナノダイアモンドのSiV$-$-中心を持つハイブリッド量子フォトニクスに基づいて量子ネットワークノードを実現するための重要なステップである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-12-21T17:22:25Z)
• Position-controlled quantum emitters with reproducible emission wavelength in hexagonal boron nitride [45.39825093917047]
  低次元層状材料中の単一光子エミッタ(SPE)は、最近、統合と極端に小型化の見地から大きな関心を集めている。 ここでは、選択された場所で電子ビームによって活性化される高純度合成六方晶窒化ホウ素(hBN)中のSPEを実証する。 本研究は,2次元材料における同一量子エミッタに基づくトップダウン集積デバイスの実現に向けた重要なステップである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-11-24T17:20:19Z)
• Inverse-designed photon extractors for optically addressable defect qubits [48.7576911714538]
  フォトニックデバイスの逆設計最適化は、スピン光子インタフェースの臨界パラメータを調整する際に、前例のない柔軟性を実現する。 逆設計のデバイスは、単一の光子エミッタのスケーラブルな配列の実現、新しい量子エミッタの迅速なキャラクタリゼーション、センシングと効率的な隠蔽機構を実現する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-07-24T04:30:14Z)
• Hyperentanglement in structured quantum light [50.591267188664666]
  光の自由度が1つ以上の高次元量子系の絡み合いは、情報容量を増大させ、新しい量子プロトコルを可能にする。 本稿では、時間周波数およびベクトル渦構造モードで符号化された高次元・耐雑音性ハイパーエンタングル状態の関数的情報源を示す。 我々は2光子干渉と量子状態トモグラフィーによって特徴付けるテレコム波長で高い絡み合った光子対を生成し、ほぼ均一な振動と忠実さを達成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-06-02T18:00:04Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。