論文の概要: Frequency-Time Multiplexing for Near-Deterministic Generation of n-Photon Frequency-Bin States

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.03576v1
• Date: Tue, 03 Mar 2026 23:09:57 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-05 21:29:15.11445
• Title: Frequency-Time Multiplexing for Near-Deterministic Generation of n-Photon Frequency-Bin States
• Title（参考訳）: n-光子周波数バイアス状態のニア決定論的生成のための周波数時間多重化
• Authors: Alex Fischer, Nathan T. Arnold, Colin P. Lualdi, Kelsey Ortiz, Michael Gehl, Paul Davids, Kai Shinbrough, Nils T. Otterstrom,
• Abstract要約: 我々は、n個の時間モードを持つn個の光子が占有するn個の光子状態を生成するために、アクティブな時間多重化を考える。 重なり合うn個の光子の周波数と時間モードを操作するために、光量子メモリを用いたアプローチを考案する。 我々は、損失を考慮した多光子状態発生率を計算し、商業的に利用可能なハードウェアで現実的に達成可能である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: One of the primary challenges of photonic quantum information processing is the on-demand preparation of multiple single-photon-level quantum states from probabilistic photon pair sources. Motivated by recent developments in frequency-bin-encoded photonic quantum information processing, here we consider active time multiplexing to generate n-photon states, where n single photons with n distinct frequencies occupy the same spatiotemporal mode. We devise an approach that uses optical quantum memories to manipulate the temporal mode of heralded single photons and an array of fiber Bragg grating reflectors to jointly manipulate the frequency and temporal modes of the photons, overlapping n photons in n separate frequency bins into a single spatiotemporal mode. We calculate multiphoton state generation rates that, accounting for loss, are realistically achievable with commercially available hardware. Using only a single free-space switchable delay loop for an optical quantum memory, this scheme could feasibly produce 8-photon states at an average rate of 1 kHz.
• Abstract（参考訳）: フォトニック量子情報処理の主な課題の1つは、確率的光子対源からの複数の単一光子レベル量子状態のオンデマンド作成である。 周波数ビン符号化光量子情報処理の最近の発展により、n個の異なる周波数を持つn個の光子が同じ時空間モードを占有するn個の光子状態を生成するために、能動的時間多重化を考える。 我々は,光量子メモリを用いて,光子の時間モードを制御し,光子の時間モードと時間モードを協調的に操作し,n個の周波数ビンにn個の光子を重畳して1つの時モードにする手法を考案した。 我々は、損失を考慮した多光子状態発生率を計算し、商業的に利用可能なハードウェアで現実的に達成可能である。 光学量子メモリの1つの自由空間スイッチング遅延ループのみを用いることで、このスキームは平均1kHzで8光子状態を生成することができる。

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