論文の概要: Improvement of entanglement generation rate in frequency-multiplexed quantum repeaters using cavity-enhanced SPDC source

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.00434v1
• Date: Wed, 01 Apr 2026 03:29:06 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-09 14:46:50.226643
• Title: Improvement of entanglement generation rate in frequency-multiplexed quantum repeaters using cavity-enhanced SPDC source
• Title（参考訳）: 共振器付SPDCを用いた周波数多重量子リピータの絡み合い発生率の向上
• Authors: Ryoma Komatsudaira, Tomoyuki Horikiri,
• Abstract要約: 本研究は、cSPDCに基づく周波数多重化量子リピータの理論的性能評価である。 単モードの場合,約0.7%のヘラルディング確率は0.9以上の条件下で約38%に上昇した。
• 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: High-rate entanglement generation is essential for the realization of practical quantum repeaters. To this end, frequency multiplexing of the photons employed is an effective approach. In particular, schemes using cavity-enhanced spontaneous parametric down-conversion (cSPDC) as a photon-pair source have been proposed. In this study, toward a theoretical performance evaluation of frequency-multiplexed quantum repeaters based on cSPDC, we derive an approximate expression for the quantum state of the frequency-multiplexed photons, where each frequency mode is treated as an independent two-mode squeezed vacuum (TMSV) state. Using this expression, we calculate the heralding probability and fidelity of entanglement generation for several cases in a single-photon interference scheme using frequency multiplexing with cSPDC. Our results demonstrate that by multiplexing approximately 100 modes, the heralding probability improves to approximately 98% for an elementary link distance $L_\mathrm{EL}=25 \mathrm{km}$, even in scenarios where the fidelity exceeds 0.9 across all modes. Furthermore, for $L_\mathrm{EL}=100 \mathrm{km}$, we show that the heralding probability, which was approximately 0.7% in the single-mode case, increases to about 38% under the condition that the fidelity remains 0.9 or higher. These analytical results demonstrate the effectiveness of employing cSPDC as a photon-pair source for quantum repeaters.
• Abstract（参考訳）: 量子リピータの実現には,高速エンタングルメント生成が不可欠である。 この目的のために、採用された光子の周波数多重化は効果的なアプローチである。 特に、光子対光源としてキャビティ強化自然パラメトリックダウンコンバージョン(cSPDC)を用いる方式が提案されている。 本研究では、cSPDCに基づく周波数多重化量子リピータの理論的性能評価に向けて、周波数多重化光子の量子状態に関する近似式を導出し、各周波数モードを独立2モード圧縮真空(TMSV)状態として扱う。 この式を用いて,cSPDCを用いた周波数多重化を用いた単一光子干渉方式において,複数のケースにおける絡み合いの発生確率と忠実度を算出する。 その結果、約100モードを多重化することにより、すべてのモードで忠実度が0.9を超える場合であっても、基本リンク距離$L_\mathrm{EL}=25 \mathrm{km}$に対して約98%向上することを示した。 さらに、$L_\mathrm{EL}=100 \mathrm{km}$の場合、単モードの場合の約0.7%のヘラルディング確率は、忠実度が0.9以上の条件下で約38%に増加することを示す。 これらの分析結果は、量子リピータの光子対光源としてcSPDCを用いることの有効性を示す。

関連論文リスト

• Theory Framework of Multiplexed Photon-Number-Resolving Detectors [0.34952465649465553]
  多重光子磁気分解(PNR)検出器は、従来のPNR検出器に代わる実用的な代替手段を提供する。 本研究では,光子数モーメントによる推定誤差が検出器数に比例して減少することを示す。 実験により,数十個のON-OFF検出器のオンチップアレイを用いて,メガヘルツレートのキャットステート生成を実現することが可能であることが示唆された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-07-08T00:34:30Z)
• Entanglement of photonic modes from a continuously driven two-level system [34.50067763557076]
  量子エミッタ(超伝導量子ビット)をコヒーレントドライブで連続的にエキサイティングすることで, 絡み合ったフォトニックモードを実験的に生成する。 共鳴蛍光スペクトルの2つの側バンドから抽出したモード間の絡み合いが生じることを示す。 本手法は, 様々な物理プラットフォームにおいて, 絡み合いを高速に分散するために有効である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-07-10T18:48:41Z)
• Triggered telecom C-band single-photon source with high brightness, high indistinguishability and sub-GHz spectral linewidth [0.0]
  長距離の地上量子ネットワークは、高輝度の単一光子源を必要とする。 多くのアプリケーション要求は、高い識別性と狭いスペクトル線幅で動作を誘導した。 テレコムCバンドにおいて、光ポンピング狭帯域(0.8GHz)の単一光子源をコヒーレントに(非コヒーレントに)提示する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-10-31T17:18:30Z)
• Hyper-entanglement between pulse modes and frequency bins [101.18253437732933]
  2つ以上のフォトニック自由度(DOF)の間の超絡み合いは、新しい量子プロトコルを強化し有効にすることができる。 パルスモードと周波数ビンとの間に超絡み合った光子対の生成を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-04-24T15:43:08Z)
• High-throughput quantum photonic devices emitting indistinguishable photons in the telecom C-band [28.279056210896716]
  テレコムCバンド波長における単一識別不能光子は、量子ネットワークと将来の量子インターネットにとって不可欠である。 エピタキシャル半導体量子ドットを用いたCバンド波長で動作する量子フォトニック集積デバイスの高スループット化を実証する。 収率とコヒーレンス特性のさらなる改善は、単一光子非線型デバイスと、テレコム波長で高度な量子ネットワークを実装するための道を開くだろう。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-04-05T15:39:22Z)
• Algorithm of quantum engineering of large-amplitude high-fidelity cat states in setup with k beam splitters and with inefficient photon number resolving detection [0.0]
  大振幅>5高忠実度>0.99偶数/負のシュロディンガー猫状態の量子工学のアルゴリズムを提案する。 多光子状態分割は、猫状態発生器の成功確率が著しく増加することを保証している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-12-17T09:32:47Z)
• On-chip quantum information processing with distinguishable photons [55.41644538483948]
  多光子干渉は光量子技術の中心にある。 そこで本研究では,共振器型集積光子源に必要なスケールで変形した光子を干渉させるのに十分な時間分解能で検出を実装できることを実験的に実証した。 ボソンサンプリング実験において,非イデアル光子の時間分解検出がエンタングル操作の忠実度を向上し,計算複雑性の低減を図ることができることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-10-14T18:16:49Z)
• Scalable multiphoton generation from cavity-synchronized single-photon sources [5.187669487527287]
  設計は複数の単一光子源に依存し、それぞれが導波路に結合され、これらすべてが共通のキャビティモードと相互作用する。 最先端の回路QED実装では、このスキームは純度、不明瞭性、効率99%の99%のコストで1つの光子を作成することをサポートする。 これは、ボソンサンプリングのための以前の分解されたソースよりも桁違いに効率的であり、決定論的多光子源の実現と光子によるスケーラブルな量子情報処理を可能にする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-09-04T20:20:05Z)
• Near-ideal spontaneous photon sources in silicon quantum photonics [55.41644538483948]
  集積フォトニクスは量子情報処理のための堅牢なプラットフォームである。 非常に区別がつかず純粋な単一の光子の源は、ほぼ決定的か高い効率で隠蔽されている。 ここでは、これらの要件を同時に満たすオンチップ光子源を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-05-19T16:46:44Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。