論文の概要: Wavefront correction of high-dimensional two-photon states via coherence-entanglement transfer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.04170v1
• Date: Thu, 04 Sep 2025 12:44:45 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-12 14:12:08.731431
• Title: Wavefront correction of high-dimensional two-photon states via coherence-entanglement transfer
• Title（参考訳）: コヒーレンス-絡み合い伝達による高次元2光子状態の波面補正
• Authors: Shaurya Aarav, Hugo Defienne,
• Abstract要約: 典型的な戦略は、古典的なビーコンビームを使用して、波面歪みを学習し、修正することである。 本稿では、量子状態自体を用いて光歪みを補正する高速で効率的な波面補正手法を提案する。 提案手法は,量子イメージングと通信プロトコルの実践的実装の道を開くものである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
• Abstract: Reliable transmission of quantum optical states through real-world environments is key for quantum communication and imaging. Yet, aberrations and scattering in the propagation path can scramble the transmitted signal and hinder its use. A typical strategy is to employ a classical beacon beam to learn and then correct for the wavefront distortions. However, relying on a separate light source increases the overhead in the experimental apparatus. Moreover, the beacon light must closely match the non-classical state in polarization, wavelength, and even temporal bandwidth, which is highly challenging in practice. Here, we introduce a fast and efficient wavefront correction approach where we use the quantum state itself to correct for optical distortion. Via pump shaping, we control the degree of entanglement in the spatially-entangled two-photon state so that it behaves either as a high-dimensional entangled state or as a classical coherent state. The latter case is used to efficiently measure the transmission matrix of the propagation channel and correct its distortions with a spatial light modulator, thereby enabling the transmission of the high-dimensional entangled state with minimal errors. Our approach paves the way for the practical implementation of quantum imaging and communication protocols based on high-dimensional spatially entangled states.
• Abstract（参考訳）: 実際の環境における量子光学状態の信頼性の伝達は、量子通信とイメージングの鍵となる。 しかし、伝播経路における収差や散乱は、送信された信号を破壊し、その使用を妨げる。 典型的な戦略は、古典的なビーコンビームを使用して、波面歪みを学習し、修正することである。 しかし、別個の光源に依存すると実験装置のオーバーヘッドが増大する。 さらに、ビーコン光は偏光、波長、さらには時間帯域の非古典的状態と密接に一致しなければなりません。 本稿では、量子状態自体を用いて光歪みを補正する高速で効率的な波面補正手法を提案する。 ポンプ整形により、空間的に絡み合った2光子状態における絡み合いの度合いを制御し、高次元の絡み合い状態または古典的コヒーレント状態として振舞う。 後者のケースは、伝播チャネルの伝送行列を効率よく測定し、空間光変調器で歪みを補正するために使用され、これにより、最小限の誤差で高次元の絡み合った状態の伝送を可能にする。 提案手法は,高次元空間的絡み合った状態に基づく量子イメージングと通信プロトコルの実践的実装の道を開くものである。

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