論文の概要: Generation and Detection of Hyperentangled Bell States at an Ultra-High Flux
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.22677v1
- Date: Sun, 26 Oct 2025 13:33:26 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-28 17:41:21.982991
- Title: Generation and Detection of Hyperentangled Bell States at an Ultra-High Flux
- Title（参考訳）: 超高速フラックスにおける超絡み合いベル状態の生成と検出
- Authors: Netanel P. Yaish, Samata Gokhale, Avi Peer,
- Abstract要約: 広帯域双光子を用いた超高密度偏光ベル状態の生成と検出を実証する。
偏光のベル状態は2状態の絡み合いの最も基本的な形態を具現化し、通信とセンシングの量子プロトコルの重要な構成要素である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We demonstrate both the generation and detection of an ultra-high flux of polarization Bell states using broadband hyper-entangled bi-photons that are quantum-correlated in both polarization and time-energy. Bell states of polarization embody the most basic form of two-state entanglement, and are a key component of quantum protocols of communication and sensing. High-speed generation, processing and detection of polarization Bell-states is therefore critical for quantum technology. However, all current protocols that employ polarization entangled photons are inherently slow, primarily due to the photo-detectors (Photomultiplier tubes, avalanche photo-diodes, etc.) that can handle only $10^{6-7}$ photons/s, whereas sources may easily produce $10^{10-13}$ photons/s or more (if properly designed). We fully alleviate this detection bottleneck by resorting to physical detection of the bi-photons with nonlinear interferometry. We harness a generalized, dual polarization SU1,1 interferometer to generate, manipulate \textit{and measure} all the triplet Bell-states at a flux of $\sim\!5\times10^{11}$ photons/s, enhancing the speed of quantum processing by >5 orders of magnitude compared to standard methods.
- Abstract（参考訳）: 偏光と時間エネルギーの両方で量子的に相関するブロードバンド超絡み合った双光子を用いた超高密度偏光ベル状態の生成と検出の両立を実証する。
偏光のベル状態は2状態の絡み合いの最も基本的な形態を具現し、通信とセンシングの量子プロトコルの重要な構成要素である。
したがって、偏極状態の高速生成、処理、検出は量子技術にとって重要である。
しかし、偏光共役光子を用いる現在の全てのプロトコルは本質的に遅く、主に光検出器(フォトマルティピリア管、アバランシェフォトダイオードなど)が10–6-7}$ Photons/sしか扱えないのに対し、ソースは10–10–13}$ Photons/s以上(適切に設計されている場合)を簡単に生成できる。
非線形干渉法により2光子を物理的に検出することで、この検出ボトルネックを完全に緩和する。
我々は一般化された双極化SU1,1干渉計を用いて、$\sim\!のフラックスで全ての三重項ベル状態を生成し、操作する。
5\times10^{11}$ photons/s。
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