論文の概要: Metasurface-Based Dual-Basis Polarization Beam Splitter for efficient entanglement witnessing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.03931v1
- Date: Sat, 04 Oct 2025 20:23:25 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-07 16:52:59.35058
- Title: Metasurface-Based Dual-Basis Polarization Beam Splitter for efficient entanglement witnessing
- Title（参考訳）: 表面2層偏光ビームスプリッタによる効率的な絡み合い観測
- Authors: Mohamed ElKabbash,
- Abstract要約: 絡み合いの目撃は、計算、鍵分布、ネットワークといった量子技術にとって不可欠である。
空間モードにマッピングすることで、二重基底投影を同時に行うメタサイトベースのアナライザを提案する。
提案手法は,量子鍵分布,量子リピータ,スケーラブルな量子ネットワークに適用可能な,効率的な絡み合い検証への道筋を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Entanglement witnessing is essential for quantum technologies such as computing, key distribution, and networking. Conventional bulk-optics methods require sequential reconfiguration across multiple polarization bases, limiting efficiency and scalability. We propose a metasurface-based analyzer that performs dual-basis (\sigma_z and \sigma_y) projections simultaneously by mapping them to orthogonal spatial modes. This allows direct access to the commuting two-photon correlators \langle \sigma_z \otimes \sigma_z \rangle and \langle \sigma_y \otimes \sigma_y \rangle required for entanglement witnessing. The metasurface design employs meta-atoms engineered to impart independent linear and circular phase delays through anisotropy and geometric control, resulting in polarization-dependent beam deflection that separates H/V and R/L components. This approach halves the measurement overhead compared to sequential analysis while offering a compact, integrable platform for chip-scale quantum photonics. The proposed scheme provides a path toward efficient entanglement verification with applications in quantum key distribution, quantum repeaters, and scalable quantum networks.
- Abstract（参考訳）: 絡み合いの目撃は、計算、鍵分布、ネットワークといった量子技術にとって不可欠である。
従来のバルク光学法では、複数の偏光基底をまたいだ逐次再構成が必要であり、効率とスケーラビリティを制限している。
直交空間モードにマッピングすることで、二重基底 (\sigma_z と \sigma_y) の投影を同時に行うメタ曲面解析器を提案する。
これにより、通勤する2光子相関子 \langle \sigma_z \otimes \sigma_z \rangle と \langle \sigma_y \otimes \sigma_y \rangle に直接アクセスできる。
準曲面設計では、異方性と幾何学的制御を通じて独立した線形および円形の位相遅延を付与するために設計されたメタ原子を用いており、その結果、H/VとR/L成分を分離する偏光依存ビーム偏向が生じる。
このアプローチは、チップスケールの量子フォトニクスのためのコンパクトで統合可能なプラットフォームを提供しながら、シーケンシャル解析と比較して測定オーバーヘッドを半減させる。
提案手法は,量子鍵分布,量子リピータ,スケーラブルな量子ネットワークに適用可能な,効率的な絡み合い検証への道筋を提供する。
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