Integrated generation of complex optical quantum states and their coherent control
Notice bibliographique
Résumé
Complex optical quantum states based on entangled photons are essential for investigations of fundamental physics and are the heart of applications in quantum information science. Recently, integrated photonics has become a leading platform for the compact, cost-efficient, and stable generation and processing of optical quantum states. However, onchip sources are currently limited to basic two-dimensional (qubit) two-photon states, whereas scaling the state complexity requires access to states composed of several (<2) photons and/or exhibiting high photon dimensionality. Here we show that the use of integrated frequency combs (on-chip light sources with a broad spectrum of evenly-spaced frequency modes) based on high-Q nonlinear microring resonators can provide solutions for such scalable complex quantum state sources. In particular, by using spontaneous four-wave mixing within the resonators, we demonstrate the generation of bi- and multi-photon entangled qubit states over a broad comb of channels spanning the S, C, and L telecommunications bands, and control these states coherently to perform quantum interference measurements and state tomography. Furthermore, we demonstrate the on-chip generation of entangled high-dimensional (quDit) states, where the photons are created in a coherent superposition of multiple pure frequency modes. Specifically, we confirm the realization of a quantum system with at least one hundred dimensions. Moreover, using off-the-shelf telecommunications components, we introduce a platform for the coherent manipulation and control of frequencyentangled quDit states. Our results suggest that microcavity-based entangled photon state generation and the coherent control of states using accessible telecommunications infrastructure introduce a powerful and scalable platform for quantum information science.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».