論文の概要: Photonic CZ gates based on few-photon scattering from emitter-cavity systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.26429v1
- Date: Tue, 22 Sep 2026 13:54:15 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-24 01:05:39.678031
- Title: Photonic CZ gates based on few-photon scattering from emitter-cavity systems
- Title（参考訳）: エミッタキャビティ系からの数光子散乱に基づくフォトニックCZゲート
- Abstract要約: 2レベルエミッタを含むN導波路結合キャビティを用いたフォトニックCZゲートの性能解析を行った。
このトレードオフにより、CZゲートの忠実度は、全ての入力状態を平均すると約60%に制限される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In this paper we analyze the performance of photonic CZ gates based on N waveguide-coupled cavities containing two-level emitters. We derive single- and two-photon scattering matrices for one cavity using the input-output formalism of quantum optics and for N>1 cavities using the SLH formalism, allowing us to compute the CZ gate fidelity. We consider two input Gaussian wave packets that are centered on a two-photon transition of the emitter-cavity system, and find a trade-off between optimizing the single-photon and two-photon wave packet shape. While the single-photon wave packet is preserved for large emitter-cavity coupling rates, where there is little overlap with the single-photon transitions, the two-photon wave packet acquires the necessary $π$ phase shift for smaller coupling rates, comparable to the cavity decay rate multiplied by the number of cavities. We find that this trade-off limits the CZ gate fidelity to approximately 60% when averaging over all input states.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,N導波路結合キャビティを用いた光CZゲートの性能解析を行う。
我々は、量子光学の入力出力形式とN>1のキャビティをSLH形式を用いて1つのキャビティに対して単光子散乱行列と2光子散乱行列を導出し、CZゲートの忠実度を計算する。
本研究では,エミッタキャビティシステムの2光子遷移を中心とする2つのガウス波パケットについて検討し,単一光子と2光子波パケット形状の最適化のトレードオフを見出した。
単一光子波パケットは大きなエミッタ-キャビティ結合速度で保存され、単一光子遷移とほとんど重複しないが、2光子波パケットはキャビティの数に乗じる空洞崩壊率に匹敵する、より小さいカップリングレートのために必要な$π$位相シフトを取得する。
このトレードオフにより、CZゲートの忠実度は、全ての入力状態を平均すると約60%に制限される。
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