論文の概要: Orbital-Angular-Momentum Entangled Photon Emission from Circular Currents in Semiconductor-Superconductor Structures
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.20329v1
- Date: Tue, 19 May 2026 18:00:02 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-21 19:19:56.299032
- Title: Orbital-Angular-Momentum Entangled Photon Emission from Circular Currents in Semiconductor-Superconductor Structures
- Title（参考訳）: 半導体-超伝導構造体における円電流からの軌道-角-運動量共役光子放出
- Authors: Avi Koriat, Ankit Kumar, Alex Hayat,
- Abstract要約: 半導体中で誘導される超伝導円電流は、キャリア再結合による絡み合った光子対の放出をもたらすことを示す。
本研究は,超伝導量子ビット情報をフォトニックチャネルに伝送する新しい方法を実現するために,OAM結合光子を生成するための独自の手法を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.855161967156782
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We theoretically demonstrate that a superconducting circular current induced in a semiconductor results in emission of orbital-angular-momentum (OAM) entangled photon pairs upon carrier recombination. Combining the macroscopic Ginzburg-Landau theory and the microscopic Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) theory, we investigate the emission of a superconducting light-emitting diode (SLED) with a spatially varying phase profile in the superconducting order parameter. We show that in the active region of the SLED with a circular supercurrent, radiative recombination processes inherit the order parameter phase and result in photon pairs emitted into modes of different OAM quantum numbers. We demonstrate that coherent superposition of superconducting qubit eigenstates can also be mapped onto a coherent superposition of emitted photon states. We also show that other recombination processes due to thermally excited quasi particles do not significantly degrade the state purity. Our results introduce an original scheme for generating OAM-entangled photons enabling a new method of transmitting superconducting qubit information to photonic channels thereby bridging the gap between solid-state and photon-based platforms for quantum communications and information processing.
- Abstract（参考訳）: 我々は,半導体中で誘導される超伝導円電流が,キャリア再結合による軌道角運動量(OAM)の絡み合った光子対の放出をもたらすことを理論的に実証した。
高温超伝導ダイオード(SLED)と超伝導秩序パラメータの空間的に異なる位相プロファイルの放出について検討し, 微視的ギンズバーグ・ランダウ理論とバルデーン・クーパー・シュリーファー(BCS)理論を組み合わせる。
我々は、SLEDの活性領域において、放射的再結合プロセスは順序パラメータ位相を継承し、異なるOAM量子数のモードに放出される光子対をもたらすことを示す。
超伝導量子ビット固有状態のコヒーレント重ね合わせは、発光光子状態のコヒーレント重ね合わせにもマッピング可能であることを示す。
また、熱的に励起された準粒子による他の再結合過程は、状態純度を著しく低下させることはないことを示した。
本研究は, 量子通信と情報処理のためのソリッドステートと光子ベースのプラットフォーム間のギャップを埋めるため, 量子ビット情報をフォトニックチャネルに伝送する新しい方法を実現するためのOAM結合光子生成手法を提案する。
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