論文の概要: Quantum photonic frequency processor on thin-film lithium niobate
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.11471v1
- Date: Thu, 12 Mar 2026 02:50:58 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-13 14:46:25.828501
- Title: Quantum photonic frequency processor on thin-film lithium niobate
- Title（参考訳）: ニオブ酸リチウム薄膜の量子フォトニック周波数プロセッサ
- Authors: Ran Yang, Wei Zhou, Dong-Jie Guo, Hong-Ming Ke, Linrunde Tao, Ying Wei, Jia-Chen Duan, Yu Cui, Kunpeng Jia, Zhenda Xie, Zhongjin Lin, Xinlun Cai, Yan-Xiao Gong, Shi-Ning Zhu,
- Abstract要約: 集積量子フォトニック周波数プロセッサは、高精度でコヒーレントかつプログラム可能な光子周波数制御を可能にする。
我々は、任意の1量子ビット回転ゲートと2量子制御相ゲートを含む、周波数符号化された量子論理ゲートの普遍的なセットを実現する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.4885305847534
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The rapid development of photonic quantum information processing necessitates precise and programmable control over optical frequency, a capability critical not only for achieving photon indistinguishability but also for exploiting a virtually unbounded frequency dimension. However, efficient and scalable processing of frequency-encoded photon states remains challenging, primarily due to the limited nonlinear optical interaction in most photonic materials. Here, by harnessing the high-performance thin-film lithium niobate electro-optic (EO) platform, we demonstrate an integrated quantum photonic frequency processor that enables coherent and programmable control of photon frequency with high precision. We establish a scalable architecture for frequency-encoded quantum information processing. Using a fully integrated photonic chip, we realize a universal set of frequency-encoded quantum logic gates, including arbitrary single-qubit rotation gates and the two-qubit controlled-phase gate. Furthermore, we demonstrate its application in high fidelity characterization of frequency-bin entangled states. Our work reveals the unprecedented potential of utilizing the frequency degree of freedom in integrated quantum photonic systems.
- Abstract（参考訳）: フォトニック量子情報処理の急速な発展は、光周波数の正確かつプログラム可能な制御を必要とする。
しかし、周波数符号化された光子状態の効率的でスケーラブルな処理は、主に多くのフォトニック材料における非線形光学的相互作用が制限されているため、依然として困難である。
ここでは,高性能な薄膜リチウムニオブ酸リチウム電気光学(EO)プラットフォームを用いて,高精度で光子周波数のコヒーレントかつプログラム可能な制御を可能にする集積量子フォトニック周波数プロセッサを実証する。
周波数符号化された量子情報処理のためのスケーラブルなアーキテクチャを確立する。
完全集積フォトニックチップを用いて、任意の単一量子ビット回転ゲートと2量子制御相ゲートを含む、周波数符号化された量子論理ゲートの普遍的なセットを実現する。
さらに、周波数ビン絡み状態の高忠実度評価にその応用を実証する。
我々の研究は、統合量子フォトニクスシステムにおいて、周波数自由度を利用するという前例のない可能性を明らかにしている。
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