論文の概要: High-fidelity, quasi-deterministic entanglement generation using phase-matched spectral islands in a zero-added-loss multiplexing architecture
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.14427v4
- Date: Thu, 09 Oct 2025 17:44:48 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-10 15:34:28.590374
- Title: High-fidelity, quasi-deterministic entanglement generation using phase-matched spectral islands in a zero-added-loss multiplexing architecture
- Title（参考訳）: 位相整合スペクトル島を用いたゼロロス多重化アーキテクチャにおける高忠実準決定論的絡み合わせ生成
- Authors: Jeffrey H. Shapiro, Clark Embleton, Michael G. Raymer, Brian J. Smith,
- Abstract要約: 自然パラメトリックダウンコンバータ(SPDC)は、量子インターネット上での絡み合いを分散するための最も有効な絡み合い源である。
本稿では, スペクトル多重化手法を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Spontaneous parametric down-converters (SPDCs) are the best available entanglement sources for distributing entanglement in a quantum internet. However, their intrinsically probabilistic nature, and their need to operate at low brightness to suppress multipair events, dictate that multiplexed SPDC arrays are required for high-rate distribution in that application. Early SPDC multiplexing proposals involved path switching, whose switching losses significantly degrade performance. The present paper proposes and analyzes a scheme for spectral multiplexing that provides entanglement-distribution rates well in excess of the state of the art. It builds on zero-added-loss multiplexing (ZALM)~[Phys. Rev. Appl. {\bf 19}, 054029 (2023)] for high-rate heralded entanglement generation, which does not require a switched array of SPDCs. Our ZALM's SPDCs rely on nonlinear crystals with $N_I$ phase-matched spectral islands, each generating two-mode squeezed-vacuum states. Also, our ZALM's multiplexing protocol uses both same-island and cross-island heralding, which allows the entanglement-delivery rate to approximately scale as $N_I^2$ in the realistic weak-squeezing regime. As a result, our scheme uses an order of magnitude fewer spectral channels than the original ZALM proposal, which may enable near-term implementations of satellite-to-ground or fiber-optic based ZALM architectures.
- Abstract（参考訳）: 自然パラメトリックダウンコンバータ(SPDC)は、量子インターネット上での絡み合いを分散するための最も有効な絡み合い源である。
しかし、その本質的な確率的性質と、マルチペアイベントを抑えるために低輝度で操作する必要があるため、そのアプリケーション内での高頻度分布には多重SPDCアレイが必要であると判断する。
初期のSPDC多重化提案ではパススイッチングが提案され、スイッチング損失は性能を著しく低下させた。
本稿では, スペクトル多重化手法を提案する。
0-added-loss multiplexing (ZALM)~[Phys] をベースとしています。
Rev. Appl。
Bf 19}, 054029 (2023)] は、SPDCの配列を切り替える必要のないハイレートなエンタングル生成である。
ZALMのSPDCは、N_I$の位相整合スペクトルを持つ非線形結晶に依存しており、それぞれが2モードの圧縮真空状態を生成する。
また、我々のZALMの多重化プロトコルは、同じ島とクロスランドのヘラルディングの両方を用いており、現実的な弱解法では、エンタングルメント・デリバリレートをおよそ$N_I^2$とすることができる。
提案手法は,衛星間あるいは光ファイバーベースのZALMアーキテクチャの短期的な実装を可能にするため,従来のZALM提案よりもはるかに少ないスペクトルチャネルを用いる。
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