論文の概要: Nonlinear Nanophotonics for High-Dimensional Quantum States
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.04508v1
- Date: Thu, 06 Mar 2025 14:54:30 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-07 15:58:24.859356
- Title: Nonlinear Nanophotonics for High-Dimensional Quantum States
- Title（参考訳）: 高次元量子状態のための非線形ナノフォトニクス
- Authors: Liat Nemirovsky-Levy, Amit Kam, Meir Lederman, Meir Orenstein, Uzi Pereg, Guy Bartal, Mordechai Segev,
- Abstract要約: 量子ナノフォトニクスは、ナノスケール光操作の精度と量子技術の能力を融合させる。
我々は、最近実証された非線形ナノフォトニクスプロセスを用いて、フォトニック高次元量子状態(量子)を選択的に生成する方法を示す。
このアイデアは、ナノフォトニックプラットフォーム内の非線形性を通じて量子状態の生成と操作を実験的に実現するための重要なステップである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.933073067185605
- License:
- Abstract: Quantum nanophotonics merges the precision of nanoscale light manipulation with the capabilities of quantum technologies, offering a pathway for enhanced light-matter interaction and compact realization of quantum devices. Here, we show how a recently-demonstrated nonlinear nanophotonic process can be employed to selectively create photonic high-dimensional quantum states (qudits). We utilize the nonlinearity on the surface of the nanophotonic device to dress, through the polarization of the pump field, the near-field modes carrying angular momentum and their superpositions. We then use this approach for the realization of a multilevel quantum key distribution protocol, which doubles the key rate compared to standard schemes. This idea is an important step towards experimental realizations of quantum state generation and manipulation through nonlinearity within nanophotonic platforms, and enables new capabilities for on-chip quantum devices.
- Abstract（参考訳）: 量子ナノフォトニクスは、ナノスケール光操作の精度と量子技術の能力とを融合し、量子デバイスの光-光相互作用とコンパクトな実現のための経路を提供する。
本稿では、最近の非線形ナノフォトニクスプロセスを用いて、フォトニック高次元量子状態(量子)を選択的に生成する方法を示す。
ナノフォトニックデバイスの表面の非線形性を利用して、ポンプ磁場の偏光、角運動量を含む近接場モード、およびそれらの重ね合わせを服装する。
次に、この手法を用いて、標準的なスキームに比べて鍵レートが2倍になるマルチレベル量子鍵分布プロトコルを実現する。
このアイデアは、ナノフォトニクスプラットフォーム内の非線形性を通じて量子状態の生成と操作を実験的に実現するための重要なステップであり、オンチップ量子デバイスに新たな機能を提供する。
関連論文リスト
- On chip high-dimensional entangled photon sources [0.0]
我々は、オンチップの高次元光子源となる非線形光学プロセスについてレビューし、紹介する。
我々は、オンチップ高次元光子源の様々な実装について論じ、応用を実証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-09-05T03:43:10Z) - Nanowire-based Integrated Photonics for Quantum Information and Quantum
Sensing [5.594103291124019]
我々は、現状の量子ドットによって実現される作業理論、材料プラットフォーム、製造プロセス、およびゲーム変更の応用を体系的に要約する。
本稿では,ナノワイヤを用いた量子フォトニクスアプリケーションについて紹介し,集積量子フォトニクスの開発動向について論じる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-07-18T11:54:19Z) - All-Optical Nuclear Quantum Sensing using Nitrogen-Vacancy Centers in
Diamond [52.77024349608834]
マイクロ波または高周波駆動は、量子センサーの小型化、エネルギー効率、非侵襲性を著しく制限する。
我々は、コヒーレント量子センシングに対する純粋に光学的アプローチを示すことによって、この制限を克服する。
この結果から, 磁気学やジャイロスコープの応用において, 量子センサの小型化が期待できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-14T08:34:11Z) - Tunable photon-mediated interactions between spin-1 systems [68.8204255655161]
我々は、光子を媒介とする効果的なスピン-1系間の相互作用に、光遷移を持つマルチレベルエミッタを利用する方法を示す。
本結果は,空洞QEDおよび量子ナノフォトニクス装置で利用可能な量子シミュレーションツールボックスを拡張した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-03T14:52:34Z) - Ultra-long photonic quantum walks via spin-orbit metasurfaces [52.77024349608834]
数百光モードの超長光子量子ウォークについて報告する。
このセットアップでは、最先端の実験をはるかに超えて、最大320の離散的なステップで量子ウォークを設計しました。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-28T19:37:08Z) - Dynamical photon-photon interaction mediated by a quantum emitter [1.9677315976601693]
単一光子は量子科学と技術の主要なプラットフォームを構成する。
量子フォトニクスの主な課題は、どのように高度な絡み合った資源状態と効率的な光物質界面を生成するかである。
我々は、単一光子波束間の量子非線形相互作用を実現するために、単一量子エミッタとナノフォトニック導波路との効率的でコヒーレントな結合を利用する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-13T17:33:30Z) - Classical-to-quantum transition in multimode nonlinear systems with
strong photon-photon coupling [12.067269037074292]
量子クラスター膨張法によるフォトニック非線形系の古典-量子遷移について検討する。
この研究は、マルチモードシステムの量子力学を研究し、連続可変量子情報処理のための非線形フォトニックデバイスを探索するための普遍的なツールを提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-11-18T07:26:57Z) - Topologically Protecting Squeezed Light on a Photonic Chip [58.71663911863411]
集積フォトニクスは、導波路内部に厳密に光を閉じ込めることで非線形性を高めるエレガントな方法を提供する。
シリカチップに励起光を発生させることができる自発4波混合のトポロジカルに保護された非線形過程を実験的に実証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-14T13:39:46Z) - Design of Light-Matter Interactions for Quantum Technologies [0.0]
我々は、量子コンピューティング、量子シミュレーション、および量子センシングの応用に適した効果的な光-物質相互作用を創出できる放射線パターンを設計する。
一方,我々は動的デカップリング技術を用いて,環境・制御分野のエラーに対して堅牢な量子演算を設計している。
一方、光-物質相互作用の一般化モデルについて研究し、ラビ・スタークモデルにおける選択的な多光子相互作用の発見につながった。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-01-27T21:30:36Z) - Entanglement transfer, accumulation and retrieval via quantum-walk-based
qubit-qudit dynamics [50.591267188664666]
高次元システムにおける量子相関の生成と制御は、現在の量子技術の展望において大きな課題である。
本稿では,量子ウォークに基づく移動・蓄積機構により,$d$次元システムの絡み合った状態が得られるプロトコルを提案する。
特に、情報を軌道角運動量と単一光子の偏光度にエンコードするフォトニック実装について述べる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-10-14T14:33:34Z) - Quantum nonlinear metasurfaces [68.8204255655161]
任意の非線形フォトニック構造における自然光子対生成の一般量子論を概説する。
単一非線形ナノアンテナにおける光子対生成を示す実験結果について検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-08-22T14:57:24Z)
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。