論文の概要: Bell state analysis using orbital angular momentum and path degrees of freedom

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.17011v1
• Date: Fri, 21 Nov 2025 07:28:56 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-24 18:08:18.923005
• Title: Bell state analysis using orbital angular momentum and path degrees of freedom
• Title（参考訳）: 軌道角運動量と経路自由度を用いたベル状態解析
• Authors: Zi-Long Yang, Shi-Wen He, Lin-Cheng Wang, Si-Tong Jin, Liu Lv, Xiao-Ming Xiu, Chong Li,
• Abstract要約: ベル状態解析(英: Bell state analysis、BSA)は、量子情報処理プロトコルにおけるベル状態の識別のための基礎的な操作である。 本稿では,軌道角運動量(OAM)と経路絡みの助けを借りて,偏極ベル状態に適した完全BSAを実現するための理論的スキームを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.78634146962905
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Bell state analysis (BSA) constitutes a foundational operation for distinguishing Bell states in numerous quantum information processing (QIP) protocols. In this work, we propose a theoretical scheme for realizing a perfect BSA tailored for polarized Bell states, with assistance from orbital angular momentum (OAM) and path entanglement. The linear-optics-based architecture for BSA circumvents the inherent limitations of nonlinear optical processes and enhances the robustness against environmental noise -- a major challenge in practical QIP implementations. The integrating hyperentanglement (combining polarization, OAM, and path degrees of freedom (DOFs)) raises the theoretical success probability to 100%, achieving deterministic BSA. This deterministic BSA scheme offers a promising route toward practical, high-performance QIP in photonic systems, leveraging current experimental techniques and addressing key limitations of existing methods.
• Abstract（参考訳）: ベル状態解析(英: Bell state analysis、BSA)は、多数の量子情報処理(QIP)プロトコルにおけるベル状態の識別のための基礎的な操作である。 本研究では,軌道角運動量(OAM)と経路絡み合いの助けを借りて,偏極ベル状態に適した完全BSAを実現するための理論スキームを提案する。 BSAの線形光学ベースのアーキテクチャは、非線形光学プロセスの本質的な限界を回避し、環境騒音に対する堅牢性を高める。 ハイパーエンタングルメント(分極、OAM、経路自由度の組み合わせ)の統合は、理論的な成功確率を100%に上げ、決定論的BSAを達成する。 この決定論的BSAスキームは、フォトニックシステムにおける実用的で高性能なQIPへの有望な経路を提供し、現在の実験技術を活用し、既存の手法の重要な限界に対処する。

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