論文の概要: Heralded qudit-based high-dimensional entanglement generation for hybrid photon-emitter system by waveguide-mediated scattering
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.07386v2
- Date: Sun, 13 Apr 2025 04:30:06 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-15 13:21:46.581238
- Title: Heralded qudit-based high-dimensional entanglement generation for hybrid photon-emitter system by waveguide-mediated scattering
- Title（参考訳）: 導波路を媒介とする散乱によるハイブリッド光子エミッタ系におけるシーディット型高次元エンタングルメント生成
- Authors: Fang-Fang Du, Ling-Hui Li, Qiu-Lin Tan, Zhuo-Ya Bai,
- Abstract要約: 量子エンタングルメントシステムによる量子情報処理(QIP)における高次元(HD)状態空間の拡張と損失耐性の向上
異なる入力ポートを入力することで、ハイブリッド光子エミッタシステムのためのランダムな4次元2量子最大絡み合わせを生成するフレキシブルなスキームを提案する。
quditエンコードされたハイブリッドHDエンタングルメントは、補助クォーディットなしで量子リソースをエコノマイズする利点を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3156655642290815
- License:
- Abstract: Quantum entanglement systems based on qudits dilate high-dimensional (HD) state spaces and enhance resistance to loss in quantum information processing (QIP). To fully exploit this potential, effective schemes for generating HD entanglement are crucial. In this paper, we propose a flexible heralded scheme generating random 4D two-qudit maximal entanglement for hybrid photon-emitter system by entering different input ports. This approach can be further extended to prepare 4D n-qudit (n is greater than or equal 3) maximal entanglement utilizing the 4D single-qudit Z^m (m=1,2,3) gate for the first qudit and X^m gate for the other qudits (except the second qudit). For the hybrid system, the first 4D qudit is encoded on the hybrid polarization-path states of a flying photon, while the second and subsequent 4D qudits are represented by two stationary emitters coupled to respective 1D waveguide. The qudit-encoded hybrid HD entanglement offers advantages over economizing quantum resource without any auxiliary qudits, and obtaining robust fidelities of various HD entanglement by the error-detected mechanism of the emitter-waveguide systems. Moreover, the proposed protocol can be spread to generate dD n-qudit (d is greater than or equal 2^(p+1), n, p=2,3,...) entangled states, further broadening its applicability in HD QIP.
- Abstract（参考訳）: 量子エンタングルメントシステムは高次元(HD)状態空間を拡張し、量子情報処理(QIP)における損失耐性を高める。
この可能性を完全に活用するには、HDエンタングルメントを生成する効果的なスキームが不可欠である。
本稿では、異なる入力ポートを入力することで、ハイブリッド光子-エミッタ系に対するランダムな4次元2量子最大絡み合わせを生成するフレキシブルな階層化方式を提案する。
このアプローチをさらに拡張して、4D n-qudit (n が等しいか等しいか) 4D 1-qudit Z^m (m=1,2,3) ゲートを他のクォーディットに対して 4D 1-qudit Z^m (m=1,2,3) ゲートとし、X^m ゲートを他のキューディットに対して(第2クディットを除いて)最大エンタングル化することができる。
ハイブリッドシステムでは、第1の4Dクイトをフライング光子のハイブリッド偏光パス状態に符号化し、第2の4Dクイトを各1D導波路に結合した2つの定常エミッタで表現する。
quditエンコードされたハイブリッドHDエンタングルメントは、補助クォーディットを使わずに量子資源をエコノマイズするよりも利点があり、エミッタ・導波管系のエラー検出機構によって様々なHDエンタングルメントの堅牢性を得る。
さらに、提案プロトコルは、dD n-qudit (d は 2^(p+1), n, p=2,3, ...) の絡み合った状態を生成するように拡張することができ、HD QIPにおける適用性をさらに拡大することができる。
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