論文の概要: Squeezing-enhanced Pairwise Fusion of Photonic Qudits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.29432v1
- Date: Sun, 28 Jun 2026 14:49:14 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-30 18:07:15.911378
- Title: Squeezing-enhanced Pairwise Fusion of Photonic Qudits
- Title（参考訳）: スクイージングによるフォトニッククイディットのペアワイズ融合
- Abstract要約: ペアワイズ融合ゲート(英: Pairwise fusion gate)は、ヘラルド・ベルが2つの(d)レールの単光子四重項の2つのレール部分空間に投射する線形光学的測定である。
2d)干渉計の出力に印加された同一の単モード圧縮器が、この構造的故障セクターの光子数解法検出回復部の前に出力されることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Pairwise fusion gates are linear-optical measurements that herald Bell projections onto two-rail subspaces of two \(d\)-rail single-photon qudits. Without ancillary input photons, these passive measurements succeed with probability \(1-d^{-1}\), with all failures confined to the diagonal logical subspace. We show that identical single-mode squeezers applied to the \(2d\) interferometer outputs before photon-number-resolving detection recover part of this structured failure sector. Photon-number parity preserves the successful off-diagonal fusion signatures, while selected all-even patterns yield POVM elements proportional to definite pairwise Bell projectors. We derive the exact logical-space POVM and prove that a diagonal pattern is accepted if and only if its photon-number-imbalance vector has exactly two nonzero components of equal magnitude. The resulting closed elliptic-integral expression increases the ideal success probability, for instance, from \(75\%\) to \(79.62\%\) for \(d=4\), and from \(83.33\%\) to \(87.15\%\) for \(d=6\). With a representative finite detector saturation threshold, \(n_{\rm sat}=7\), the respective certified values remain \(78.84\%\) and \(86.71\%\). These results establish active Gaussian processing as a method for recycling structured measurement failures without ancillary input photons, at the cost of \(2d\) squeezing operations and a larger photon-number range at detection.
- Abstract（参考訳）: ペアワイズ融合ゲート(英: Pairwise fusion gates)は、ヘラルド・ベルが2つの \(d\)-レール単光子四重項の2つのレール部分空間に投影する線形光学的測定である。
陽子入力光子がなければ、これらの受動的測定は確率 \(1-d^{-1}\) で成功し、全ての失敗は対角的な論理部分空間に限られる。
2d\)干渉計の出力に印加された同一の単モード圧縮器が、この構造的故障セクターの光子数解法検出回復部に先立つことを示す。
光子数パリティは、成功した対角外核融合シグネチャを保持し、選択された全偶数パターンは、一定のペアのベルプロジェクタに比例するPOVM要素を生成する。
我々は、正確な論理空間 POVM を導出し、その光子数不均衡ベクトルがちょうど等しい大きさの2つの非零成分を持つ場合に限り、対角パターンが受け入れられることを証明する。
得られた閉楕円積分式は、例えば \(d=4\) に対して \(75\%\) から \(79.62\%\) へ、そして \(83.33\%\) から \(d=6\) に対して \(87.15\%\) へ、理想的な成功確率を増加させる。
代表的な有限検出器飽和しきい値である \(n_{\rm sat}=7\ は、それぞれの認定値は \(78.84\%\) と \(86.71\%\) のままである。
これらの結果から, 2d\) のスクイーズ操作と検出時の光子数範囲の増大を犠牲にして, アシラリー入力光子を伴わない構造的測定失敗をリサイクルする方法として, 活性ガウス処理が確立された。
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