論文の概要: On-demand generation of all four Bell states using a single PPKTP entangled photon source

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.19013v1
• Date: Tue, 21 Apr 2026 03:04:23 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-22 22:41:49.586068
• Title: On-demand generation of all four Bell states using a single PPKTP entangled photon source
• Title（参考訳）: PPKTP絡み合った光子源を用いた4つのベル状態のオンデマンド生成
• Authors: Gayatri Thik, Amit Loyal, Srinivasan K, Raghavan G,
• Abstract要約: 本研究では、4つのベル状態全てを高忠実度で生成できるコンパクトで自動化された高輝度光子源を提案する。 このシステムは、偏光サニャック干渉計内に埋め込まれた0型準位相整合PPKTP結晶を利用する。
• 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 compact, automated, high-brightness entangled photon source capable of generating all four Bell states with high fidelity. The system utilizes a type-0 quasi-phase-matched PPKTP crystal embedded within a polarization Sagnac interferometer. We introduce a switching scheme based on the controlled, motorized translation of the nonlinear crystal. This device is capable of generating any one of the Bell states on-demand. Experimentally, we demonstrate that translating the crystal from the interferometer's balanced position repeatedly toggles the state between $|φ^+ \rangle$ and $|φ^- \rangle$ (as well as $|ψ^+ \rangle$ and $|ψ^- \rangle$) at regular intervals of $122 \pm 14 ~μm$. Subsequently, a half-wave plate (HWP) in the idler arm transitions between the quantum states $|φ^{\pm}\rangle$ and $|ψ^{\pm}\rangle$. While the non-collinear geometry imposes an upper limit on the translation range as verified via EMCCD imaging, the source however, displays very little change of intensity in the operational window. State purity and entanglement are certified through quantum state tomography (QST), visibility measurements, Bell state measurements (BSM), and CHSH inequality violations, confirming that the source is robust and provides a repeatable, high-fidelity output.
• Abstract（参考訳）: 本研究では、4つのベル状態全てを高忠実度で生成できるコンパクトで自動化された高輝度光子源を提案する。 このシステムは、偏光サニャック干渉計内に埋め込まれた0型準位相整合PPKTP結晶を利用する。 非線形結晶の制御された運動変換に基づくスイッチング方式を提案する。 この装置は、ベル状態のどれか1つをオンデマンドで生成することができる。 実験的に、干渉計の平衡位置から結晶を変換することで、$|φ^+ \rangle$ と $|φ^- \rangle$ と $|\^+ \rangle$ の状態を122 \pm 14 ~μm$ の周期間隔で繰り返しトグルすることを示した。 その後、イドラー腕の半波板 (HWP) が量子状態 $|φ^{\pm}\rangle$ と $|\^{\pm}\rangle$ の間で遷移する。 非線形幾何は、EMCCDイメージングによって検証された翻訳範囲に上限を課すが、ソースは操作窓の強度の変化をほとんど示さない。 状態の純度と絡み合いは、量子状態トモグラフィ(QST)、可視性測定、ベル状態測定(BSM)、CHSH不平等違反(CHSH inequality violations)を通じて認証され、ソースが堅牢で、繰り返し可能で高忠実な出力を提供する。

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