論文の概要: Distillation of continuous variable qudits from single photon sources: A cascaded approach
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.13264v1
- Date: Mon, 15 Dec 2025 12:20:53 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-16 17:54:56.656491
- Title: Distillation of continuous variable qudits from single photon sources: A cascaded approach
- Title（参考訳）: 単一光子源からの連続可変四重項の蒸留:カスケードアプローチ
- Authors: Devibala Esakkimuthu, Basherrudin Mahmud Ahmed Abduljaffer,
- Abstract要約: 連続変数状態における高忠実性フォトニック量子状態の生成は、量子技術の普遍的な実装には不可欠である。
単一光子源と単一光子検出器のみに依存するビームスプリッタのカスケード配置を用いた線形光学装置を提案する。
我々は, 単位忠実度を持つ転位した高光子状態の生成と, 98%以上のシュロディンガー猫状態の家族を実証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Creation of high fidelity photonic quantum states in the continuous variable regime is indispensable for the implementation of quantum technologies universally. However, this is a challenging task as it requires higher nonlinearity or larger Fock states. In this article, we surmount this necessity by using a linear optical setup with a cascaded arrangement of beam splitters that relies solely on single photon sources and single photon detectors to tailor desired single mode nonclassical states. To show the utility of this setup, we demonstrate the generation of displaced higher photon states with unit fidelity and the family of Schrodinger cat states above $98\%$ fidelity. In addition, we manifest the generation of GKP resource states, such as ON states and weak cubic phase states with $99\%$ fidelity. Creating such a variety of important states in this single setup is made feasible by stating the output in the form of displaced qudits. This figure of merit facilitates efficient identification and optimization of input parameters required to generate the target single mode quantum states. We also account for the experimental imperfections by incorporating detector inefficiencies and non-unit single photon sources. This cascaded setup will assist the experimentalists to explore the feasible creation of target states using currently available resources, such as single photon sources and single photon detectors.
- Abstract（参考訳）: 連続変数状態における高忠実性フォトニック量子状態の生成は、量子技術の普遍的な実装には不可欠である。
しかし、これはより高い非線形性やより大きなフォック状態を必要とするため、難しい課題である。
本稿では,単一光子源と単一光子検出器のみに依存するビームスプリッタのカスケード配置による線形光学装置を用いて,所望の単一モード非古典状態の調整を行うことにより,このニーズを克服する。
このセットアップの有用性を示すために, 単位忠実度を持つ転位した高光子状態の生成と, 98\%$忠実度以上のシュロディンガー猫状態の族を実証した。
さらに,ON状態や弱立方相状態などのGKP資源状態の発生を99.5%の忠実度で示す。
この単一のセットアップでこのような様々な重要な状態を作成することは、置換キューディットの形式で出力を記述することで実現可能である。
この図は、ターゲットの単一モード量子状態を生成するのに必要な入力パラメータの効率的な同定と最適化を促進する。
また, 検出器の非効率性および非単ユニット光子源を組み込むことにより, 実験的不完全性も説明できる。
このカスケードされた装置は、実験者が単一光子源や単一光子検出器など、現在利用可能な資源を用いて、標的状態の可能な生成を探索するのに役立つ。
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