論文の概要: Generation of multipartite photonic entanglement using a trapped-ion quantum processing node

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.15693v1
• Date: Fri, 17 Oct 2025 14:35:49 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-20 20:17:34.658046
• Title: Generation of multipartite photonic entanglement using a trapped-ion quantum processing node
• Title（参考訳）: トラップイオン量子処理ノードを用いたマルチパーティライトフォトニック絡み合わせの生成
• Authors: Marco Canteri, James Bate, Ida Mishra, Nicolai Friis, Victor Krutyanskiy, Benjamin P. Lanyon,
• Abstract要約: ファクトリノードは、マルチパーティントエンタングルメントの生成と配布のハブとして機能する。 我々は、3つの経路スイッチ可能な光子のグリーンベルガー・ホーネ・ザイリンガー状態(GHZ)を生成するために,本システムをプログラムする。 以上の結果から, コトラップイオン量子ビットの絡み合った状態の確定的準備のための確立された技術が, 走行光子の同じ状態の調製に有効であることが示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The ability to establish entanglement between the nodes of future quantum networks is essential for enabling a wide range of new applications in science and technology. A promising approach involves the use of a powerful central node capable of deterministically preparing arbitrary multipartite entangled states of its matter-based qubits and efficiently distributing these states to surrounding end nodes via flying photons. This central node, referred to as a ``factory node", serves as a hub for the production and distribution of multipartite entanglement. In this work, we demonstrate key functionalities of a factory node using a cavity-integrated trapped-ion quantum processor. Specifically, we program the system to generate genuinely multipartite entangled Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) states of three path-switchable photons and verify them using custom-designed entanglement witnesses. These photons can, in the future, be used to establish stored multipartite entanglement between remote matter-based nodes. Our results demonstrate that the well-established techniques for the deterministic preparation of entangled states of co-trapped ion qubits can be used to prepare the same states of traveling photons, paving the way for multipartite entanglement distribution in quantum local area networks.
• Abstract（参考訳）: 将来の量子ネットワークのノード間の絡み合いを確立する能力は、科学と技術の幅広い新しい応用を可能にするために不可欠である。 有望なアプローチは、物質ベースの量子ビットの任意の多部絡み合った状態を決定的に準備し、それらの状態を飛行光子を介して周囲の終端ノードに効率的に分散することができる強力な中央ノードを使用することである。 この中心ノードは ``factory node" と呼ばれ、マルチパーティント・エンタングルメントの生成と配布のハブとして機能する。 本研究では,キャビティ集積型イオン量子プロセッサを用いたファクトリノードの重要な機能を示す。 具体的には,グリーンベルガー=ホルン=ザイリンガー状態(GHZ)を3つの経路スイッチ可能な光子で生成し,カスタム設計の絡み目の証人を用いて検証する。 これらの光子は将来、リモートマターベースのノード間で格納された多重粒子の絡み合いを確立するために利用することができる。 本研究は, コトラップイオン量子ビットの絡み合った状態の定式化技術を用いて, 移動光子の同じ状態を調製し, 量子局所ネットワークにおける多部絡み合い分布の道を開くことを実証するものである。

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