論文の概要: Conversion of photon temporal shape using single gradient metasurface
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.17134v1
- Date: Fri, 21 Mar 2025 13:35:03 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-24 14:55:32.104453
- Title: Conversion of photon temporal shape using single gradient metasurface
- Title（参考訳）: 単一勾配変成層を用いた光子時間形状の変換
- Authors: Zhaohua Tian, Qi Liu, Yu Tian, Ying Gu,
- Abstract要約: 本研究では, 単一準曲面上での多重光子波束干渉により, 単一光子時間形状を変換可能であることを提案する。
提案機構は、量子ネットワークにおける時間的形状ミスマッチ問題を解決するためのコンパクトな方法を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.617743368174093
- License:
- Abstract: By applying phase modulation across different frequencies, metasurfaces possess the ability to manipulate the temporal dimension of photons at the femtosecond scale. However, there remains a fundamental challenge to shape the single wavepacket at the nanosecond scale by using of metasurfaces. Here, we propose that the single photon temporal shape can be converted through the multi-photon wavepacket interference on a single metasurface. By selecting appropriate input single-photon temporal shapes and metasurfaces beam splitting ratio, controllable photon shape conversion can be achieved with high fidelity. For examples, photons with an exponentially decaying profile can be shaped into a Gaussian profile; by tuning the relative time delays of input photons, Gaussian-shaped photons can be transformed into exponentially decaying or rising profiles through the same metasurface. The proposed mechanism provides a compact way for solving the temporal shape mismatch issues in quantum networks, facilitating the realization of high-fidelity on-chip quantum information processing.
- Abstract（参考訳）: 異なる周波数で位相変調を適用することで、準曲面はフェムト秒スケールで光子の時間次元を操作することができる。
しかし, ナノ秒スケールでの単一ウェーブパケット形成には, メタサーフェスを用いて根本的な課題が残っている。
ここでは,光子側方形状を1つの準曲面上での多重光子ウェーブパレット干渉によって変換できることを提案する。
適切な入力単光子時間形状と準曲面ビーム分割比を選択することにより、高忠実度で制御可能な光子形状変換を実現することができる。
例えば、指数関数的に減衰するプロファイルを持つ光子はガウスのプロファイルに形成することができ、入力光子の相対時間遅延を調整することにより、ガウスの形状の光子は指数関数的に崩壊または上昇するプロファイルに変換することができる。
提案機構は、量子ネットワークにおける時間形状ミスマッチ問題を解くためのコンパクトな方法を提供し、高忠実性オンチップ量子情報処理の実現を容易にする。
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