論文の概要: A heralded quantum amplifier of multi-photon states
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.13992v1
- Date: Tue, 20 May 2025 06:39:38 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-21 14:49:52.833379
- Title: A heralded quantum amplifier of multi-photon states
- Title（参考訳）: 多光子状態の隠蔽量子増幅器
- Authors: Luis Villegas-Aguilar, Farzad Ghafari, Matthew S. Winnel, Varun B. Verma, Lynden K. Shalm, Timothy C. Ralph, Geoff J. Pryde, Sergei Slussarenko,
- Abstract要約: 多光子状態に対する高忠実かつポスト選択自由増幅器を実験的に実証した。
1つの光モードで最大2個の光子を持つ状態を100倍以上の強度で増幅する。
我々のアプローチは高い光子数にスケーラブルであり、複雑な多光子量子状態のノイズレス増幅を可能にする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Large-scale quantum networking systems will inevitably require methods to overcome photon loss. While the no-cloning theorem forbids perfect and deterministic amplification of unknown quantum states, probabilistic heralded amplification schemes offer a viable path forward. Yet, for over a decade, successful multi-photon state amplification has remained out of reach, despite the fundamental importance of such states in achieving quantum advantage in optical applications. Here, we experimentally demonstrate a high-fidelity and post-selection-free amplifier for multi-photon states. We achieve heralded amplification of states with up to two photons in a single optical mode, with over a hundredfold intensity gain, and verify the coherence-preserving operation of our scheme. Our approach is scalable to higher photon numbers and enables noiseless amplification of complex multi-photon quantum states, with applications in large-scale quantum communication systems, distributed quantum metrology, and information processing.
- Abstract（参考訳）: 大規模量子ネットワークシステムは必然的に光子損失を克服する方法を必要とする。
ノークローニング定理は未知の量子状態の完全かつ決定論的増幅を禁ずるが、確率論的階層化された増幅スキームは前進可能な経路を提供する。
しかし、10年以上にわたって、光応用における量子優位性の実現においてそのような状態の基本的な重要性にもかかわらず、多光子状態増幅の成功は到達できないままであった。
そこで我々は,多光子状態に対する高忠実かつ選択自由な増幅器を実験的に実証した。
1つの光モードで最大2個の光子を持つ状態を100倍以上の強度で増幅し,コヒーレンス保存動作を検証する。
我々のアプローチは高い光子数に対してスケーラブルであり、大規模量子通信システム、分散量子メトロジー、情報処理など、複雑な多光子量子状態のノイズレス増幅を可能にする。
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