論文の概要: Single-photon addition to multimode quantum fields at telecom wavelengths using lithium niobate and its doped variants
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.02473v1
- Date: Thu, 01 Oct 2026 20:52:17 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-06 00:14:30.08491
- Title: Single-photon addition to multimode quantum fields at telecom wavelengths using lithium niobate and its doped variants
- Title（参考訳）: ニオブ酸リチウムとそのドープ変種を用いたテレコム波長多重モード量子場への単一光子付加
- Abstract要約: 単一光子付加によって生成される非ガウス量子状態は、量子技術にとって有用な資源である。
通信波長における多重モード量子場に対する単光子加算(SPA)とモード選択単光子加算(MSSPA)の詳細な理論的解析と数値シミュレーションを行う。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Multimode spectro-temporal non-Gaussian quantum states of light play a crucial role in continuous-variable quantum information processing. In particular, the non-Gaussian quantum states generated through a single-photon addition (SPA) to multimode quantum fields at telecommunication wavelengths constitute a useful resource for quantum technologies. We present a detailed theoretical analysis and numerical simulations of single-photon addition (SPA) and mode-selective single-photon addition (MSSPA) to a multimode quantum field at telecommunication wavelengths. The analysis is performed for congruently grown lithium niobate (LN), $5\%$ MgO-doped lithium niobate (MgO:LN) and various concentrations of ZnO-doped lithium niobate (ZnO:LN) bulk crystals. We investigate MSSPA using type-II parametric down-conversion (PDC) and SPA using the type-I PDC processes. We further present spectro-temporal mode-selective SPA at the telecom wavelength using $5\%$ MgO:LN for temperatures ranging from $0^\circ C$ to $15^\circ C$. In addition, we perform simulations to investigate SPA based on the noncollinear type-I PDC configuration. These theoretical results identify optimal experimental conditions and phase-matching parameters to achieve SPA and mode-selective SPA for LN-based crystals, providing a potential platform for non-Gaussian quantum state engineering at telecommunication wavelengths, mainly at $1550$ nm.
- Abstract（参考訳）: 光の多重モード分光時相非ガウス量子状態は連続可変量子情報処理において重要な役割を果たす。
特に、単一光子付加(SPA)によって生成される非ガウス量子状態は、通信波長での多重モード量子場は、量子技術にとって有用な資源である。
通信波長における多重モード量子場に対する単光子加算(SPA)とモード選択単光子加算(MSSPA)の詳細な理論的解析と数値シミュレーションを行う。
ZnO添加ニオブ酸リチウム (ZnO:LN) バルク結晶, MgO添加ニオブ酸リチウム (MgO:LN) およびZnO添加ニオブ酸リチウム (ZnO:LN) の各種濃度について, 共生成長したニオブ酸リチウム (LN) , MgO添加ニオブ酸リチウム (MgO:LN) の結晶分析を行った。
タイプI PDCプロセスを用いて,タイプIIパラメトリックダウンコンバージョン(PDC)とSPAを用いたMSSPAについて検討した。
さらに,C$0^\circ C$からC$15^\circ C$までの温度に対して,MgO:LNを5\%値としたスペクトル時間モード選択型SPAをテレコム波長で提示する。
さらに,非線形型I型PDC構成に基づくSPAのシミュレーションを行う。
これらの理論的結果は、LN系結晶のSPAおよびモード選択SPAを達成するための最適実験条件と位相マッチングパラメータを特定し、主に1550$ nmの波長で非ガウス量子状態工学のための潜在的プラットフォームを提供する。
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