論文の概要: Hyperentanglement in Nanophotonic Systems with Discrete Rotational Symmetry

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.00860v1
• Date: Sun, 02 Nov 2025 08:53:48 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-05 20:56:29.054211
• Title: Hyperentanglement in Nanophotonic Systems with Discrete Rotational Symmetry
• Title（参考訳）: 離散回転対称性を持つナノフォトニック系のハイパーエンタングルメント
• Authors: Lior Fridman, Amit Kam, Amir Sivan, Guy Sayer, Stav Lotan, Guy Bartal,
• Abstract要約: 自由空間光子を表面プラズモン分極に結合する多角形格子は、生成した近接場モードの基底を有限集合に制限する。 このシステムは、回転対称なナノフォトニックプラットフォームとは対照的に、高次元ヒルベルト空間を保存する。 提案手法は,計算に使用されるヒルベルト空間を拡張することで,オンチップ量子通信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://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We propose a scheme to generate hyperentanglement between photons carrying angular momentum in nanophotonic systems with discrete rotational symmetry. Coupling free-space photons into surface plasmon polaritons by a polygonal-shaped grating restricts the basis of the generated near-field modes to a finite set, thus creating a new mechanism for spatial mode entanglement. By encoding the incoming photons with spin and orbital angular momenta, we find that the system preserves the high-dimensional Hilbert space, in contrast to rotationally symmetric nanophotonic platforms, where the inseparability of spin and orbital degrees of freedom results in loss of information. We further show that by properly engineering the phase of the photons to conform to the polygonal boundary conditions, we achieve a new scheme for generating hyperentangled states, utilizing both the vector-field nature of the nanophotonic modes and the finite basis of states in polygonal boundary conditions. Our approach paves the way for on-chip quantum communication by expanding the Hilbert space used in computation.
• Abstract（参考訳）: 離散回転対称性を持つナノフォトニクス系において,角運動量を持つ光子間のハイパーエンタングルメントを生成する手法を提案する。 多角形格子による表面プラズモン偏光子への自由空間光子結合は、生成した近接場モードの基礎を有限集合に制限し、空間モードの絡み合いの新しい機構を生成する。 入射光子をスピンと軌道角モータで符号化することにより、回転対称なナノフォトニクスプラットフォームとは対照的に、高次元ヒルベルト空間を保ち、スピンと軌道自由度の不分離性が情報を失う。 さらに,光子の位相を適切に設計して多角性境界条件に適合させることで,ナノフォトニックモードのベクトル場の性質と多角性境界条件における状態の有限基底の両方を生かして,多角性状態を生成する新しいスキームを実現する。 提案手法は,計算に使用されるヒルベルト空間を拡張することで,オンチップ量子通信の道を開くものである。

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