論文の概要: Coherent temporal filtering of multimode parametric down-conversion using a quantum pulse gate

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.12544v1
• Date: Wed, 12 Aug 2026 19:28:56 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-14 18:29:38.314102
• Title: Coherent temporal filtering of multimode parametric down-conversion using a quantum pulse gate
• Title（参考訳）: 量子パルスゲートを用いた多重モードパラメトリックダウン変換のコヒーレント時間フィルタリング
• Abstract要約: 量子パルスゲート(QPG)を用いたマルチモードパラメトリックダウンコンバージョン源のコヒーレント時間フィルタリングを示す。 フィルタ形状に関わらず,QPGフィルタは0.90以上の純度を有するヘラルド光子を連続的に生成することを示した。 これらの結果はQPGを量子ネットワークアプリケーションのための実用的なコヒーレントフィルタリングツールとして確立する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.2324720913853064
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Spectrally pure and indistinguishable single photons are essential for quantum network platforms, where high-visibility interference underpins many quantum information protocols. However, most practical single-photon sources emit spectrally multimode states with reduced purity. Conventional spectral intensity filtering can partially improve purity but cannot select a well-defined temporal mode (TM). Here, we demonstrate coherent temporal filtering of a multimode parametric down-conversion (PDC) source using a quantum pulse gate (QPG) and benchmark its performance against conventional intensity filtering. The generated PDC photons exhibit strong spectral correlations, rendering extraction of pure heralded photons from the pair a challenge. We demonstrate that QPG filtering consistently generates heralded photons with purities above 0.90 regardless of the filter shape. Contrariwise, using spectral intensity filters yields mixed photons. Photon purities are probed with chronocyclic Q-function tomography. Furthermore, we demonstrate the versatility of QPG filtering by extracting structured TMs, including superposition of picosecond time bins. These results establish the QPG as a practical coherent filtering tool for quantum network applications.
• Abstract（参考訳）: 高可視性干渉が多くの量子情報プロトコルを支える量子ネットワークプラットフォームには、スペクトル的に純粋で識別不可能な単一光子が不可欠である。 しかし、ほとんどの実用的な単一光子源は、純度を下げたスペクトル多モード状態を発する。 従来のスペクトル強度フィルタリングは純度を部分的に改善できるが、適切に定義された時間モード(TM)を選択することはできない。 本稿では、量子パルスゲート(QPG)を用いたマルチモードパラメトリックダウンコンバージョン(PDC)音源のコヒーレント時間フィルタリングを実証し、その性能を従来の強度フィルタリングと比較する。 生成したPDC光子は強いスペクトル相関を示し、ペアから純粋なヘラルド光子の抽出は困難である。 フィルタ形状に関わらず,QPGフィルタは0.90以上の純度を有するヘラルド光子を連続的に生成することを示した。 対照的にスペクトル強度フィルタは混合光子を生成する。 光子純度をクロノサイクリックQ-関数トモグラフィーで探究する。 さらに, ピコ秒時間ビンの重ね合わせを含む構造化TMの抽出によるQPGフィルタリングの汎用性を示す。 これらの結果はQPGを量子ネットワークアプリケーションのための実用的なコヒーレントフィルタリングツールとして確立する。

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