論文の概要: Robust Generation of Topological Biphoton Mode via Adiabatic Passage

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.19786v1
• Date: Thu, 18 Jun 2026 04:40:39 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-19 18:23:39.649892
• Title: Robust Generation of Topological Biphoton Mode via Adiabatic Passage
• Title（参考訳）: Adiabatic Passageによるトポロジカルバイフォトンモードのロバスト生成
• Authors: Jaesung Lim, Jihwan Kim, Dong-Gil Im, Kyungdeuk Park, Dongkyu Kim, Yonggi Jo, Yong Sup Ihn,
• Abstract要約: 本稿では,孤立した部位をトポロジカル欠陥アレイに接続する断熱通路を提案する。 強い孤立状態下で非線形過程を開始することにより、望ましくないモードへの非線形結合を効果的に抑制する。 我々の数値シミュレーションは、従来のトポロジカル構造とは異なり、断熱的スキームは高い双光子忠実度と単位シュミット数の両方を維持できることを示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.872450633893489
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Topological waveguide arrays support robust mode propagation in the presence of fabrication imperfections, providing a significant advantage for on-chip quantum information processing. However, this robustness does not fully extend to nonlinear biphoton generation. Structural disorder can enhance the excitation of non-topological biphoton modes during nonlinear interactions, which degrades the quantum properties of the generated state. To overcome this limitation, we propose an adiabatic passage that connects an isolated site to a topological defect array. By initiating the nonlinear process in a strongly isolated regime, nonlinear coupling to unwanted modes is effectively suppressed, thereby preserving the Schmidt number of the generated state. The subsequent adiabatic connection facilitates the high fidelity transfer of the generated biphoton into the topological biphoton mode. Our numerical simulations demonstrate that, unlike conventional topological structures, the adiabatic scheme maintains both high biphoton fidelity and a unit Schmidt number in the presence of waveguide gap disorder. Furthermore, we show that this robustness extends to path entangled NOON states, achieving a near-unity quantum interference visibility. Our approach provides a practical design strategy for disorder-tolerant integrated quantum photonic devices.
• Abstract（参考訳）: トポロジカル導波路アレイは、製造不完全な存在下での堅牢なモード伝搬をサポートし、オンチップ量子情報処理において大きな優位性をもたらす。 しかし、このロバスト性は非線形複光子生成に完全には及ばない。 構造障害は非線形相互作用における非トポロジカル双光子モードの励起を高め、生成状態の量子的性質を低下させる。 この制限を克服するために,孤立した部位をトポロジ的欠陥アレイに接続する断熱通路を提案する。 強く孤立した状態で非線形過程を開始することにより、望ましくないモードへの非線形結合を効果的に抑制し、生成された状態のシュミット数を保存する。 その後の断熱接続は、生成された双光子のトポロジカル双光子モードへの高忠実度移動を促進する。 数値シミュレーションにより、従来のトポロジカル構造とは異なり、断熱スキームは導波路ギャップ障害の存在下で高い双光子忠実度と単位シュミット数の両方を維持していることが示された。 さらに、このロバスト性は、経路に絡み合ったNOON状態にまで拡張され、ほぼ均一な量子干渉可視性を実現する。 本手法は、耐障害性集積量子フォトニックデバイスのための実用的な設計戦略を提供する。

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