論文の概要: Self-induced manipulation of biphoton entanglement in topologically distinct modes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.05835v1
- Date: Sat, 08 Nov 2025 04:04:29 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-11 21:18:44.60807
- Title: Self-induced manipulation of biphoton entanglement in topologically distinct modes
- Title（参考訳）: トポロジカルなモードにおける双光子絡みの自己誘起的操作
- Authors: Wei-Wei Zhang, Chao Chen, Jizhou Wu,
- Abstract要約: バイフォトン状態は量子情報処理における有望な応用を示している。
本稿では,システムのトポロジ的特性を総合的に制御する手法を提案する。
本手法は他のSu-Schrieffer-Heeger(SSH)モデルで様々な欠陥構成で使用することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.524938441350966
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Biphoton states have shown promising applications in quantum information processing, including quantum communications, quantum metrology, and quantum imaging. The generation and manipulation of biphoton entanglement in topologically distinct modes paves the way in this direction. Here we present a comprehensive method for regulating the topological properties of the system by combining the nonlinearity in waveguides, i.e., nonlinearity in the waveguide coupling materials, and the waveguide lattice structure. Our method enables the generation of topological biphoton states with injected pump activation on the topologically trivial modes. This is realized through self-induced manipulation on pump-dependent nonlinear couplings on the defects, which is unable to be realized while there are no such nonlinear couplings. Specifically, by including the nonlinear gain/loss mechanism in the coupling between the nearest-neighbor waveguides and the third-order Kerr nonlinearity effect along the waveguides, the injected pump power will be the controllable parameter for the manipulation of the topology in the defect states and the generation of biphoton entanglement states. We also present an experimental proposal to realize our scheme and its generalization in the contemporaneous "active" topological photonics time-bin platforms. Our method can be used in other Su-Schrieffer-Heeger (SSH) models with various defect configurations. Our method enables the reusability and versatility of SSH lattice chips and their application for fault-tolerant quantum information processing, promoting the industrialization process of quantum technology.
- Abstract（参考訳）: バイフォトン状態は量子通信、量子メートル法、量子イメージングなどの量子情報処理において有望な応用を示している。
位相的に異なるモードにおける双光子絡みの生成と操作は、この方向の道を舗装する。
本稿では,導波路の非線形性,すなわち導波路結合材料における非線形性と導波路格子構造を組み合わせることで,系のトポロジカルな性質を制御できる包括的手法を提案する。
提案手法は, トポロジカル自明なモードにポンプ活性化を注入したトポロジカル双光子状態の生成を可能にする。
これは、ポンプ依存の非線型結合に対する自己誘起的な操作によって実現され、そのような非線型結合が存在しない間は実現できない。
具体的には、最近傍の導波路間の結合における非線形ゲイン/ロス機構と、導波路に沿った3階のケーラー非線形効果を含むことにより、注入されたポンプパワーは、欠陥状態におけるトポロジーの操作と双光子絡み状態の発生の制御可能なパラメータとなる。
また,同時期の「アクティブな」トポロジカルフォトニクスプラットフォームにおける提案手法とその一般化を実現するための実験的な提案を行った。
本手法は他のSu-Schrieffer-Heeger(SSH)モデルで様々な欠陥構成で使用することができる。
本手法は,SSH格子チップの再利用性と汎用性を実現し,そのフォールトトレラントな量子情報処理への応用により,量子技術の工業化プロセスを促進する。
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