論文の概要: Polarization Entanglement in Atomic Biphotons via OAM-to-Spin Mapping
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.11625v1
- Date: Fri, 12 Dec 2025 15:02:31 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-15 15:48:11.814948
- Title: Polarization Entanglement in Atomic Biphotons via OAM-to-Spin Mapping
- Title（参考訳）: OAM-スピンマッピングによる原子双光子の偏光エンタングルメント
- Authors: Chang-Wei Lin, Yi-Ting Ma, Jiun-Shiuan Shiu, Yong-Fan Chen,
- Abstract要約: 冷原子二重対価系における偏光に絡み合った双光子を実証する。
選択された2次元OAM部分空間を偏光基底にマッピングし、そうでなければ到達不能な偏光チャネルを開く。
本研究は, 低温原子自発4波混合プラットフォームにおけるOAM-分極エンタングルメント移動の初例を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1666234644810893
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We demonstrate polarization-entangled biphotons in a cold-atom double-$Λ$ system, overcoming atomic selection rules that suppress polarization correlations and favor orbital angular momentum (OAM) entanglement. Using spatial light modulators, we coherently map a selected two-dimensional OAM subspace onto the polarization basis and thereby open an otherwise inaccessible polarization channel. Quantum-state tomography confirms that the mapping preserves the biphoton coherence. The four polarization Bell states are generated with fidelities of $92\text{-}94\%$ with few-percent statistical uncertainties, and an average Clauser-Horne-Shimony-Holt parameter of $S=2.44$ verifies the survival of nonlocal correlations. To the best of our knowledge, this work presents the first demonstration of OAM-to-polarization entanglement transfer in a cold-atom spontaneous four-wave mixing platform and establishes a practical interface for integrating atomic OAM resources with polarization-based quantum communication networks.
- Abstract（参考訳）: 我々は、偏光相関を抑える原子選択規則を克服し、軌道角運動量(OAM)の絡み合いを優先する冷原子二重対価系における偏光共役双光子を実証する。
空間光変調器を用いて、選択した2次元OAM部分空間を偏光基底にコヒーレントにマッピングし、それ以外は到達不能な偏光チャネルを開く。
量子状態トモグラフィーは、マッピングが双光子コヒーレンスを保存することを確認している。
4つの偏極ベル状態は、統計的不確実性の少ない9,2\text{-}94\%$の忠実度で生成され、平均的なクレーター=ホルン=シモニー=ホルトパラメータがS=2.44$の非局所相関の生存を検証している。
我々の知る限り、この研究は、低温原子自発4波混合プラットフォームにおけるOAM-偏極エンタングルメント転送の最初のデモンストレーションを示し、原子性OAMリソースと偏極に基づく量子通信ネットワークを統合するための実用的なインターフェースを確立する。
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