論文の概要: Ultrastable, low-error dynamic polarization encoding of deterministically generated single photons

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.16578v1
• Date: Tue, 22 Jul 2025 13:29:54 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-23 21:34:14.135555
• Title: Ultrastable, low-error dynamic polarization encoding of deterministically generated single photons
• Title（参考訳）: 決定論的に生成された単一光子の超安定低周波動的偏光符号化
• Authors: Joscha Hanel, Zenghui Jiang, Jipeng Wang, Frederik Benthin, Tom Fandrich, Eddy Patrick Rugeramigabo, Raphael Joos, Michael Jetter, Simone Luca Portalupi, Jingzhong Yang, Michael Zopf, Peter Michler, Fei Ding,
• Abstract要約: 自由空間サニャック干渉計を用いた単一光子量子ビットに対する偏光エンコーダの最初の実演について報告する。 量子ビット誤り率 0.69(2)% が達成され、単一の光子を符号化する高速情報に対して、これまで報告された最小の誤り率を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9604873746965816
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The ability to inscribe information on single photons at high speeds is a crucial requirement for quantum applications such as quantum communication and measurement-based photonic quantum computation. Nowadays, most experimental implementations employ phase modulators in single-pass, Mach-Zehnder interferometer or Michelson interferometer configurations to encode information on photonic qubits. However, these approaches are intrinsically sensitive to environmental influences, limiting the achievable quantum error rates in practice. We report on the first demonstration of a polarization encoder for single-photon qubits based on a free-space Sagnac interferometer, showcasing inherent phase stability and overcoming previous error rate limitations. Telecom-wavelength single photons emitted by a quantum dot are modulated by the encoder under a repetition rate of 152 MHz. A quantum bit error rate of 0.69(2)% is achieved, marking the lowest error rate reported to date for high-speed information encoding on single photons. This work represents a key advance towards robust, scalable, and low-error quantum information processing with single photon sources.
• Abstract（参考訳）: 単一光子に関する情報を高速に入力する能力は、量子通信や測定ベースのフォトニック量子計算のような量子アプリケーションにとって重要な要件である。 今日では、ほとんどの実験的な実装では、光量子ビットに関する情報を符号化するために、シングルパス、マッハ・ツェンダー干渉計、マイケルソン干渉計の構成の位相変調器を採用している。 しかしながら、これらのアプローチは本質的に環境の影響に敏感であり、実際に達成可能な量子エラー率を制限する。 自由空間サニャック干渉計による単一光子量子ビットの偏光エンコーダの最初の実演について報告する。 量子ドットによって放出されるテレコム波長単一光子は、152MHzの繰り返し速度でエンコーダによって変調される。 量子ビット誤り率 0.69(2)% が達成され、単一の光子を符号化する高速情報に対して、これまで報告された最小の誤り率を示す。 この研究は、単一の光子源による堅牢でスケーラブルで低エラーな量子情報処理への重要な進歩を示している。

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