論文の概要: Asynchronous Multi-photon Interference for Quantum Networks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.21050v1
- Date: Tue, 24 Feb 2026 16:07:38 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-25 17:34:53.831668
- Title: Asynchronous Multi-photon Interference for Quantum Networks
- Title（参考訳）: 量子ネットワークのための非同期多光子干渉
- Authors: Baghdasar Baghdasaryan, Karen Lozano-Méndez, Markus Leipe, Meritxell Cabrejo-Ponce, Sabine Häussler, Kaushik Joarder, Tim Gühring, Stephan Fritzsche, Thorsten A. Goebel, Ria G. Krämer, Stefan Nolte, Carlos Andres Melo Luna, Yoshiaki Tsujimoto, Fabian Steinlechner,
- Abstract要約: 高度な量子通信プロトコルは、遠く離れたノードで生成された光子間の高可視性量子干渉を必要とする。
別のアプローチでは、連続波(CW)光子ペア源を用い、時間的不明瞭性は後選択検出イベントによって強制される。
我々は,CW体制における時間分解多光子干渉を定量的に記述する理論的枠組みを開発する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Advanced quantum communication protocols require high-visibility quantum interference between photons generated at distant nodes, which places stringent demands on optical synchronization. Conventionally, synchronization of optical wave packets relies on pulsed sources and precise optical path stabilization. An alternative approach employs continuous-wave (CW) photon-pair sources, where temporal indistinguishability is enforced by post-selecting detection events within a coincidence window $τ_w$ shorter than the photon coherence time $T_c$. Despite its conceptual simplicity, the quantitative relation between relevant time scales, achievable interference visibility, and usable multi-photon rates has remained unclear. Here, we develop in detail and experimentally validate a theoretical framework that quantitatively describes time-resolved multi-photon interference in the CW regime. We explicitly incorporate detector timing jitter, photon coherence time, and temporal post-selection. The model is verified using four-photon Hong-Ou-Mandel interference measurements. Based on this validated framework, we determine the coincidence window that maximizes usable four-photon rates for a target visibility. Finally, we compare CW and pulsed SPDC sources under equivalent indistinguishability constraints and show that CW operation can achieve comparable rates while relaxing optical synchronization requirements.
- Abstract（参考訳）: 先進的な量子通信プロトコルは、離れたノードで発生する光子間の高可視性量子干渉を必要とし、光同期に厳しい要求を課す。
従来、光波パケットの同期はパルス源と正確な光路安定化に依存していた。
別のアプローチでは、連続波(CW)光子ペア源を用いるが、これは、光子コヒーレンス時間$T_c$よりも短い偶然ウィンドウ$τ_w$内で検出イベントを後選択することで、時間的不明瞭性を強制する。
その概念的単純さにもかかわらず、関連する時間スケール、達成可能な干渉可視性、使用可能な多光子速度の間の量的関係はいまだ不明である。
本稿では,CW体制における時間分解多光子干渉を定量的に記述する理論的枠組みを詳細に開発し,実験的に検証する。
検出タイミングジッタ,光子コヒーレンス時間,時間後選択を明示的に組み込んだ。
このモデルは4光子を持つホン・オ・マンデル干渉測定を用いて検証される。
この検証された枠組みに基づいて、ターゲット視認性のために使用可能な4光子レートを最大化する偶然の窓を決定する。
最後に,CWおよびパルスSPDCソースを等価不明瞭性制約下で比較し,光同期要求を緩和しながら,CW演算が同等の速度で実現できることを示す。
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