論文の概要: High fidelity photon-photon gates by scattering off a two-level quantum emitter
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.10805v1
- Date: Wed, 11 Mar 2026 14:13:36 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-12 16:22:32.989088
- Title: High fidelity photon-photon gates by scattering off a two-level quantum emitter
- Title（参考訳）: 2レベル量子エミッタの散乱による高忠実光子-光子ゲート
- Authors: Love A. Pettersson, Victor R. Christiansen, Klaus Mølmer, Anders S. Sørensen,
- Abstract要約: スキームは、カイラルまたは片側導波路に埋め込まれた2レベル量子エミッタからの繰り返し散乱に基づいている。
我々は,光量子ビットに対する制御-Zゲートと決定論的ベル状態解析器の実装を解析する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We present a scheme for implementing a high-fidelity non-linear phase shift on a photonic state. The scheme is based on repeated scattering off a two-level quantum emitter embedded in a chiral or one-sided waveguide. The waveguide is equipped with elements inducing second-order dispersion and temporal phase shifts, which effectively form a harmonic trap and confine the photon pulses to a Gaussian shape. The same quantum emitter can be used for each scattering, and thus, only one quantum emitter is needed in this scheme. To illustrate the application of our scheme for photonic quantum computing and quantum communication, we analyze the implementation of a control-Z gate and a deterministic Bell-state analyzer for photonic qubits. Through numerical optimization, we show that we can reach a control-Z gate fidelity of $\mathcal{F} \sim 99.2\%$ ($\mathcal{F} \sim 96\%$) and a success probability of $P_s \sim 99.6 \%$ ($P_s\sim 98 \%$) for a Bell-state measurement with $N=17$ ($N=5$) scatterings.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,高忠実度非線形位相シフトをフォトニック状態に実装する手法を提案する。
このスキームは、カイラルまたは片側導波路に埋め込まれた2レベル量子エミッタからの繰り返し散乱に基づいている。
導波路は、2次分散及び時間位相シフトを誘導する素子を備え、効果的にハーモニックトラップを形成し、光子パルスをガウス形状に閉じ込める。
同じ量子エミッタを各散乱に使用できるため、このスキームでは1つの量子エミッタしか必要としない。
フォトニック量子コンピューティングと量子通信への我々のスキームの適用を説明するため、光ニック量子ビットに対する制御-Zゲートと決定論的ベル状態解析器の実装を解析した。
数値最適化により、$\mathcal{F} \sim 99.2\%$$$\mathcal{F} \sim 96\%$と、$N=17$$$N=5$のベル状態測定に対して$P_s \sim 99.6 \%$$$$$P_s\sim 98 \%$に到達できることを示す。
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