論文の概要: Enhancing Microwave-Optical Bell Pairs Generation for Quantum Transduction Using Kerr Nonlinearity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.00824v1
• Date: Thu, 01 May 2025 19:27:30 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-05 17:21:19.814944
• Title: Enhancing Microwave-Optical Bell Pairs Generation for Quantum Transduction Using Kerr Nonlinearity
• Title（参考訳）: ケーラー非線形性を用いた量子トランスダクションのためのマイクロ波光ベルペア生成の高速化
• Authors: Fangxin Li, Ming Yuan, Zhaoyou Wang, Changchun Zhong, Liang Jiang,
• Abstract要約: マイクロ波モードにおける強Kerr非線形性を利用したパルスSPDC方式を提案する。 この非線形性は、エネルギー準位の不調和性による高い励起を著しく減少させる。 我々のパルス非線形アプローチは高い確率で高忠実度ベル対を生成することができ、忠実度と確率のトレードオフを緩和できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.565601028339385
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Microwave-optical quantum transduction can be achieved via quantum teleportation using microwave-optical photon Bell pairs. The standard spontaneous parametric down-conversion (SPDC) has to trade off between generation fidelity and probability due to unwanted higher-excitation pairs in the output. In this work, we propose a pulsed SPDC scheme that employs strong Kerr nonlinearity in the microwave mode. This nonlinearity causes significant detuning of higher excitations due to the anharmonicity of energy levels, and the system can be pulse-driven to produce single-photon pairs in the output. Our pulsed nonlinear approach can generate high-fidelity Bell pairs with high probability, alleviating the trade-off between fidelity and probability inherent in traditional SPDC schemes. We optimize both the pulse width and driving strength, demonstrating that our protocol outperforms the SPDC scheme in a realistic setting of finite nonlinearity and intrinsic photon loss.
• Abstract（参考訳）: マイクロ波光量子トランスダクションは、マイクロ波光光子ベル対を用いた量子テレポーテーションによって実現できる。 標準パラメトリックダウンコンバージョン(SPDC)は、出力中の不要な高励起対のために、生成の忠実度と確率をトレードオフしなければならない。 本研究では,マイクロ波モードにおける強Kerr非線形性を利用したパルスSPDC方式を提案する。 この非線形性は、エネルギー準位の不調和による高い励起を著しく劣化させ、このシステムはパルス駆動で出力中に単一光子対を生成することができる。 我々のパルス非線形アプローチは、従来のSPDC方式に固有の忠実度と確率のトレードオフを緩和し、高い確率で高忠実度ベルペアを生成することができる。 我々はパルス幅と駆動強度の両方を最適化し、本プロトコルが有限非線形性と固有光子損失の現実的な設定においてSPDC方式より優れていることを示す。

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