論文の概要: Efficient Entanglement Swapping in High-Dimensions with only Linear Optics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.02817v2
- Date: Fri, 17 Oct 2025 14:24:26 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-20 13:49:08.699183
- Title: Efficient Entanglement Swapping in High-Dimensions with only Linear Optics
- Title（参考訳）: 線形光学のみを有する高次元の効率的な絡み合いスワップ
- Authors: Baghdasar Baghdasaryan, Kaushik Joarder, Fabian Steinlechner,
- Abstract要約: エンタングルメントスワッピングは、第1世代の量子リピータを実現するためのビルディングブロックである。
本稿では,アシラリー光子を用いたHDエンタングルメントスワップのための効率的な線形光学プロトコルを提案する。
偏光および時間ビンDOFにおける超絡み合いを用いた実験設計について述べる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Entanglement swapping is a fundamental building block for realizing first-generation quantum repeaters, which are essential for building global quantum networks. Current quantum repeater systems still struggle to achieve practical communication rates. High-dimensional (HD) encoding can significantly improve repeater efficiency by boosting information capacity and enhancing noise tolerance and security. However, the experimental demonstration of this protocol so far has been limited only to two-dimensional systems due to the requirement of strong nonlinear interactions. Here, we introduce an efficient linear-optics protocol for HD entanglement swapping that uses ancillary photons and is compatible with arbitrary photonic degrees of freedom (DOFs). We further show that photon-number-resolving detectors substantially enhance the performance of the setup and become especially valuable for dimensions beyond six. For a four-dimensional scenario, we present an experimental design using hyper-entanglement in polarization and time-bin DOFs. This setup resolves the most challenging part of the ancillary photons-based approach, namely the necessary preparation of the ancilla state and analysis of the resulting swapped state.
- Abstract（参考訳）: エンタングルメントスワッピングは、グローバル量子ネットワーク構築に不可欠な第1世代の量子リピータを実現するための基本的な構成要素である。
現在の量子リピータシステムは、実用的な通信速度を達成するのに依然として苦労している。
高次元(HD)符号化は、情報容量を高め、耐雑音性とセキュリティを高めることで、リピータ効率を著しく向上させることができる。
しかし、このプロトコルの実験的な実証は、強い非線形相互作用を必要とするため、2次元システムに限られている。
本稿では、補助光子を用いたHDエンタングルメントスワップのための効率的な線形光学プロトコルを導入し、任意のフォトニック自由度(DOF)に適合する。
さらに、光子数分解検出器はセットアップの性能を大幅に向上させ、6次元以上では特に有用であることを示す。
4次元のシナリオでは、極性化における超絡み合いと時間ビンDOFを用いた実験設計を提案する。
このセットアップは、アシリー光子に基づくアプローチの最も困難な部分、すなわち、アシラ状態の必要な準備と、結果として得られるスワップ状態の分析を解決する。
関連論文リスト
- Quantum Imaging Using Spatially Entangled Photon Pairs from a Nonlinear Metasurface [0.4188114563181615]
サブ波長の厚さを持つ 準曲面は 最近 エンタングルド光子対の 強化と 調整が可能な生成のための 汎用プラットフォームとして確立されました
ここでは、赤外波長における量子イメージングのための非線形準曲面のユニークな利点と実用可能性を示す。
我々は,信号経路内の1次元検出器アレイとバケット検出器のみを用いて2次元物体の像を再構成し,ポンプ波長における光子偶然の依存関係を記録する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-06T02:25:34Z) - Exponentially Enhanced Scheme for the Heralded Qudit GHZ State in Linear Optics [0.7419133179351273]
高次元多部絡み合いは量子情報科学において重要な役割を担っている。
単光子源と線形演算を用いた$d$レベル$N$-partite GHZ状態を生成する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-06-16T07:50:59Z) - All-optical modulation with single-photons using electron avalanche [66.27103948750306]
シリコン中の電子雪崩による全光変調を実証する。
我々のアプローチは、ギガヘルツ速度と、さらに高速な光スイッチングの可能性を開く。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-18T20:14:15Z) - High-dimensional quantum correlation measurements with an adaptively
gated hybrid single-photon camera [58.720142291102135]
本研究では,高空間分解能センサと高時間分解能検出器を組み合わせた適応ゲート型ハイブリッド高分解能カメラ(HIC)を提案する。
空間分解能は9メガピクセル近く、時間分解能はナノ秒に近いため、このシステムは以前は実現不可能だった量子光学実験の実現を可能にする。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-25T16:59:27Z) - Supersymmetric reshaping and higher-dimensional rearrangement of
photonic lattices [68.8204255655161]
1次元(1D) Jx格子と同じスペクトルを持つ2次元(2D)システムを構築する。
異なるダイナミクスを示す一方で、これらの2Dシステムは1D Jx格子のキーイメージングと状態伝達特性を保持する。
本手法は、分離可能なスペクトルを持つ他のシステムに拡張され、実験的な製造が容易になり、大規模フォトニック回路における製造不完全性に対するロバスト性を高める可能性がある。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-26T16:56:41Z) - On-chip parallel processing of quantum frequency combs for
high-dimensional hyper-entanglement generation [4.1893829542288294]
高次元符号化とハイパーエンタングルメントは、他の量子情報キャリアと光学光子を区別するユニークな特徴である。
本稿では,高次元ハイパーエンタングルメントの生成と操作に対するチップスケールのソリューションを実証する。
我々の研究は、統合フォトニクスによる量子情報の効率的かつ並列処理のための重要なステップを提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-11-24T20:32:16Z) - Characterising and Tailoring Spatial Correlations in Multi-Mode
Parametric Downconversion [0.0]
空間領域における2光子波動関数の記述を定式化し、JTMA(Joint-transverse-momentum-amplitude)と呼ばれる。
本稿では,2Dpi$-measurementと呼ばれる単純な位相ステップスキャンを用いて,収集したJTMAを正確に再構築する,実用的で効率的な手法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-10-07T13:40:28Z) - A proposal for practical multidimensional quantum networks [0.0]
高次元量子系 (qudits) は、高光子情報効率とノイズに対する堅牢性を示す。
量子ネットワークにおけるそれらの利用は、高次元の量子リピータに必要な非現実的な資源のために実験的な課題を示す。
我々の研究は、高次元量子ネットワークの実装を著しく単純化し、現在の技術による開発を促進する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-16T17:15:58Z) - Entanglement transfer, accumulation and retrieval via quantum-walk-based
qubit-qudit dynamics [50.591267188664666]
高次元システムにおける量子相関の生成と制御は、現在の量子技術の展望において大きな課題である。
本稿では,量子ウォークに基づく移動・蓄積機構により,$d$次元システムの絡み合った状態が得られるプロトコルを提案する。
特に、情報を軌道角運動量と単一光子の偏光度にエンコードするフォトニック実装について述べる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-10-14T14:33:34Z) - Inverse-designed photon extractors for optically addressable defect
qubits [48.7576911714538]
フォトニックデバイスの逆設計最適化は、スピン光子インタフェースの臨界パラメータを調整する際に、前例のない柔軟性を実現する。
逆設計のデバイスは、単一の光子エミッタのスケーラブルな配列の実現、新しい量子エミッタの迅速なキャラクタリゼーション、センシングと効率的な隠蔽機構を実現する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-24T04:30:14Z) - Hyperentanglement in structured quantum light [50.591267188664666]
光の自由度が1つ以上の高次元量子系の絡み合いは、情報容量を増大させ、新しい量子プロトコルを可能にする。
本稿では、時間周波数およびベクトル渦構造モードで符号化された高次元・耐雑音性ハイパーエンタングル状態の関数的情報源を示す。
我々は2光子干渉と量子状態トモグラフィーによって特徴付けるテレコム波長で高い絡み合った光子対を生成し、ほぼ均一な振動と忠実さを達成する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-06-02T18:00:04Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。