論文の概要: Quantum CNOT Gate with Actively Synchronized Photon Pairs

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.03960v1
• Date: Tue, 06 May 2025 20:19:32 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-08 19:07:35.910018
• Title: Quantum CNOT Gate with Actively Synchronized Photon Pairs
• Title（参考訳）: アクティブ同期光子対を用いた量子CNOTゲート
• Authors: Haim Nakav, Tanim Firdoshi, Omri Davidson, Bankim Chandra Das, Ofer Firstenberg,
• Abstract要約: 確率的量子源からの光子の同期を制御することは、効率的な量子情報処理を進める上で重要な役割を果たす。 本稿では, 熱水蒸気に基づく量子メモリを用いて, アクティブ同期光子対で動作する確率エンタングゲートの実現について報告する。 我々は,ベルの4州すべてに対して85%を超える真理値の忠実さを達成し,ベルの不等式違反を実証した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8796261172196743
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Controlling the synchronization of photons from probabilistic quantum sources plays a pivotal role in advancing efficient quantum information processing. We report the realization of a probabilistic entangling gate operating on actively synchronized photon pairs, using a quantum memory based on warm atomic vapor. We achieve a truth-table fidelity exceeding 85% and demonstrate Bell- inequality violation for all four Bell states. The reduction in visibility of the Hong-Ou-Mandel (HOM) interference introduced by the storage process is identified as a primary factor limiting the gate fidelity. We derive an exact quantitative relation between HOM visibility and gate fidelity for pure single photons, which applies to all photonic gates relying on interference, regardless of the physical platform.
• Abstract（参考訳）: 確率的量子源からの光子の同期を制御することは、効率的な量子情報処理を進める上で重要な役割を果たす。 本稿では, 熱水蒸気に基づく量子メモリを用いて, アクティブ同期光子対で動作する確率エンタングゲートの実現について報告する。 我々は,ベルの4州すべてに対して85%を超える真理値の忠実さを達成し,ベルの不等式違反を実証した。 保存プロセスによって引き起こされたHong-Ou-Mandel(HOM)干渉の可視性の低下は,ゲート忠実度を制限する主要な要因である。 単一光子に対するHOM可視性とゲート忠実度との正確な定量的関係を導出し, 物理プラットフォームに関係なく干渉に依存するすべてのフォトニックゲートに適用する。

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