論文の概要: Photonic hyperentanglement in polarisation and frequency via joint spectrum shaping
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.03428v1
- Date: Tue, 03 Mar 2026 19:00:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-05 21:29:15.053382
- Title: Photonic hyperentanglement in polarisation and frequency via joint spectrum shaping
- Title（参考訳）: 結合スペクトル整形による偏光と周波数のフォトニックハイパーエンタングルメント
- Authors: Tommaso Faleo, Fabian Steinhauser, Gregor Weihs, Stefan Frick, Robert Keil,
- Abstract要約: Hyperentanglementは、量子情報処理と通信プロトコルのための拡張能力を提供する。
偏光および周波数双対自由度において、超絡み合った光子対のシングルパス、フィルタなし、ダウンコンバージョン源を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Hyperentanglement offers enhanced capacity for quantum information processing and communication protocols, especially in combination with robust high-dimensional degrees of freedom such as frequency-bin encoding. Here, we present a single-pass, unfiltered, down-conversion source of hyperentangled photon pairs in polarisation and frequency-bin degrees of freedom with dynamically tunable state dimension and composition at telecom wavelengths. We achieve this by optimal tailoring of the photons' joint spectral amplitude via pump and nonlinearity shaping. Using polarisation-resolved time-of-flight spectrometry and Hong-Ou-Mandel interference, we characterise the hyperentangled states and demonstrate for the polarisation component fidelities exceeding 99% averaged over frequency bins and concurrences above 98%. The degree of spectral entanglement, quantified by the Hong-Ou-Mandel visibility, is measured as 90%, well in line with numerical simulations. This approach provides a scalable route toward high-dimensional quantum states for quantum communication and computing applications.
- Abstract（参考訳）: ハイパーアンタングルメントは、量子情報処理や通信プロトコル、特に周波数ビン符号化のような堅牢な高次元自由度と組み合わせた拡張能力を提供する。
ここでは、高角光子対の偏光および周波数2自由度における単一パス、フィルタなし、ダウンコンバージョン源を、動的に可変状態次元と、テレコム波長における合成で提示する。
我々は、ポンプと非線形整形による光子の結合スペクトル振幅の最適調整によりこれを達成した。
偏光分解時間分光法と香港-奥羽-マンデル干渉法を用いて、高角状態の特徴を定式化し、偏光成分の忠実度が周波数ビンと98%以上のコンカレンスで平均99%を超えることを示す。
香港-奥羽-マンデルの可視性によって定量化されるスペクトルの絡み合いの度合いは、数値シミュレーションとよく一致して90%と測定される。
このアプローチは、量子通信およびコンピューティングアプリケーションのための高次元量子状態へのスケーラブルな経路を提供する。
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