論文の概要: Parity-Based Time-Bin Encoding Enabling SWAP Between Polarization and Time-Bin Qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.27144v1
• Date: Wed, 29 Jul 2026 17:20:41 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-30 21:06:25.760982
• Title: Parity-Based Time-Bin Encoding Enabling SWAP Between Polarization and Time-Bin Qubits
• Title（参考訳）: 分極ビットと時間ビンビット間のSWAPを符号化するパリティベースの時間ビン符号化
• Abstract要約: 多自由度フォトニック量子処理は、単一光子上の自由度量子ビット符号化(DOF)間のルーティングを必要とする。 分極と時間ビン量子ビットの間のSWAPは、そのようなアーキテクチャにとって有利なプリミティブである。 論理的な$vert 0 rangle_T$ と $vert 1 rangle_T$ は、空白$t$の偶数倍と奇数倍に対応する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Multi-degree-of-freedom photonic quantum processing requires routing between degree-of-freedom (DOF) qubit encodings on a single photon. A SWAP between polarization and time-bin qubits is Multi-degree-of-freedom photonic quantum processing requires routing between degree-of-freedom (DOF) qubit encodings on a single photon. A SWAP between polarization and time-bin qubits is an advantageous primitive for such architectures, however conventional early/late time-bin encoding does not support bidirectional logical time-bin flips from late to early which limits the ability to implement certain quantum operations. We introduce a parity-based time-bin encoding in which logical $\vert 0 \rangle_T$ and $\vert 1 \rangle_T$ correspond to even and odd multiples of a spacing $Δt$, so that a physical delay of $Δt$ implements $\vert 0 \rangle_T \leftrightarrow \vert 1 \rangle_T$. This encoding is the enabling ingredient that makes a polarization-controlled delay line implement $\mathrm{CNOT}_{P \rightarrow T}$ and aligns naturally with periodic refractive index modulation for $\mathrm{CNOT}_{T \rightarrow P}$. Composing three such CNOT operations sequentially results in a deterministic SWAP between polarization and time-bin degrees of freedom. We analyze field-based modulation polarization-rotation error probability and timing-resolution constraints set by both EOM drive electronics and photon detection.
• Abstract（参考訳）: 多自由度フォトニック量子処理は、単一光子上の自由度量子ビット符号化(DOF)間のルーティングを必要とする。 分極と時間ビン量子ビットの間のSWAPは、多重自由度フォトニック量子処理であり、単一の光子上の自由度量子ビット符号化(DOF)間のルーティングを必要とする。 分極と時間ビン量子ビット間のSWAPは、これらのアーキテクチャにとって有利なプリミティブであるが、従来のアーリー/レイトタイムビン符号化は、特定の量子演算を実装する能力を制限する双方向論理時間ビンフリップをサポートしない。 論理的な $\vert 0 \rangle_T$ と $\vert 1 \rangle_T$ は間隔の $Δt$ の偶数倍と奇数倍に対応するので、$Δt$ の物理的遅延が $\vert 0 \rangle_T \leftrightarrow \vert 1 \rangle_T$ を実装する。 この符号化は、偏光制御された遅延線を$\mathrm{CNOT}_{P \rightarrow T}$を実装し、$\mathrm{CNOT}_{T \rightarrow P}$の周期的屈折率変調と自然に一致させる有効成分である。 このような3つのCNOT演算を順次合成すると、分極と時間2自由度の間の決定論的SWAPが得られる。 我々は、EOM駆動エレクトロニクスと光子検出の両方で設定されたフィールドベース変調偏光回転誤差確率と時間分解能制約を解析する。

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