論文の概要: Integrated photonic platform with high-speed entanglement generation and witnessing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.04534v1
• Date: Mon, 06 Oct 2025 06:55:56 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-07 16:52:59.71623
• Title: Integrated photonic platform with high-speed entanglement generation and witnessing
• Title（参考訳）: 高速エンタングルメント生成と目撃機能を備えた統合フォトニックプラットフォーム
• Authors: Gong Zhang, Chao Wang, Koon Tong Goh, Si Qi Ng, Raymond Ho, Henry Semenenko, Srinivasan Ashwyn Srinivasan, Haibo Wang, Yue Chen, Jing Yan Haw, Xiao Gong, Joris Van Campenhout, Charles Lim,
• Abstract要約: シリコンフォトニックチップ上での絡み合いを実験的に実証し、デコイ状態技術に基づくマルチレール単光子絡み込み生成を行った。 この検出は、同じフォトニックチップ上のバランスの取れたホモダイン検出器に基づいており、最大12.5GHzの帯域を持ち、室温動作を可能にする。 結果は、完全に統合され、広帯域で室温の量子フォトニクスシステムへの実行可能な経路を確立する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 14.998786328611304
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: High-speed generation and efficient entanglement detection on a photonic chip are essential for quantum information applications but hard to achieve due to common photonic chips' material properties and limited component performance. In this work, we experimentally demonstrate entanglement witness on a silicon photonic chip, with multi-rail single-photon entanglement generation based on decoy-state techniques. The detection is based on balanced homodyne detectors on the same photonic chip with a bandwidth of up to 12.5 GHz, which allows room-temperature operation. A loss-equivalent analysis method compensates for optical losses and system noises. Experimental results quantify an entangled state fidelity of 92% in quantum state tomography and a Clauser-Horne-Shimony-Holt (CHSH) violation lower bound of 2.59. These results establish a viable path toward fully integrated, high-bandwidth, room-temperature quantum photonic systems, with potential applications in on-chip quantum optics and quantum random number generation.
• Abstract（参考訳）: フォトニックチップの高速・効率的な絡み合い検出は、量子情報応用には不可欠であるが、一般的なフォトニックチップの材料特性と限られた部品性能のため実現は困難である。 本研究では, シリコンフォトニックチップ上での絡み合いを実験的に実証し, デコイ状態技術に基づくマルチレール単光子絡み込み生成を行った。 この検出は、同じフォトニックチップ上のバランスの取れたホモダイン検出器に基づいており、最大12.5GHzの帯域を持ち、室温動作を可能にする。 損失等価解析法は光損失とシステムノイズを補償する。 実験結果は、量子状態トモグラフィーで92%の絡み合った状態の忠実度と、クレーター=ホルン=シモニー=ホルト(英語版)(CHSH)が2.59の低い境界を破っていることを定量化した。 これらの結果は、オンチップ量子光学と量子乱数生成に潜在する、完全に統合された高帯域の室温量子フォトニクスシステムへの実行可能な経路を確立する。

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