Czasopismo | PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - WIADOMOŚCI TELEKOMUNIKACYJNE | Rocznik 2024 - zeszyt 1

Bifoton i kwantowy mikrogrzebień częstotliwości

Biphoton and quantum frequency microcomb

10.15199/59.2024.1.2

RYSZARD S. ROMANIUK

nr katalogowy: 147316
10.15199/59.2024.1.2

Streszczenie

Epoka NISQ w rozwoju kwantowych systemów informacyjnych QIS pełni role testowania kluczowych parametrów systemowych jak: platform technologicznych, topologii układów, algorytmów translacji poziomów a w tym fizyka-logika, tolerancji błędów, możliwości integracji, skalowalności, generacji przewagi kwantowej, objętości kwantowej i hipersplątania, podatności na dekoherencję, łatwości generacji zasobów kwantowych, możliwości ich destylacji i funkcjonalizacji, itp. W niniejszym artykule ten gigantyczny obszar badawczy mogący, w nadchodzących dziesięcioleciach, zmienić całkowicie telekomunikację, komputing i metrologię ograniczamy do platformy fotonicznej oraz do generacji kwantowych grzebieni optycznych QOM (Quantum Optical Microcombs). QOM dostarcza do zintegrowanego z nim fotonicznego systemu kwantowego setki i więcej, podlegających indywidualnej kontroli, modów czasowych i częstotliwościowych, które mogą być wykorzystane efektywnie do skalowania systemu kwantowego. Taki kwantowy fotoniczny układ scalony QPIC, pracujący w pasmie światłowodowym i w standardzie DWDM jest w naturalny sposób sprzężony z siecią światłowodową. Mody QOM splątane w domenie energia-czas umożliwiają kontrolę ich stanów kwantowych, skalowania i realizację nowych funkcjonalności w QPIC i kwantowej telekomunikacji światłowodowej

Abstract

The NISQ era in the development of quantum information systems QIS plays the role of testing key system parameters such as: technological platforms, system topologies, level translation algorithms, including physicslogic, error tolerance, integration possibilities, scalability, generation of quantum advantage, quantum volume and hyperentanglement, susceptibility to decoherence, ease of generating quantum resources, the possibility of their distillation and functionalization, etc. In this article, we limit this gigantic research area that could completely change telecommunications, computing and metrology in the coming decades to the photonic platform and the generation of quantum optical microcombs (QOM). QOM provides hundreds or more individually controllable time and frequency modes to the integrated photonic quantum system, which can be used effectively to scale up the quantum system. Such a QPIC quantum photonic integrated circuit, operating in the fiber optic band and in the DWDM standard, is naturally coupled to the fiber optic network. QOM modes entangled in the energy-time domain enable the control of their quantum states, scaling and the implementation of new functionalities in QPIC and quantum optical fiber telecommunications.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] A.Mair, et al., 2001, Entanglement of the orbital angular momentum states of photons, Nature 412, 313-316, doi:10.1038/35085529
[2] J.Ye, S.T,Cundiff, 2005, Femtosecond optical frequency comb technology: principle, operation and applications, Springer ISBN13:978-0387237909
[3] M.Chen, et al., 2014, Experimental realization of multipartite entanglement of 60 modes of quantum optical frequency comb,PRL 112, 120505, arXiv: 1311.2957
[4] C.Reimer, et al., 2016, Generation of multiphoton entangled quantum states by means of integrated frequency combs, Science 351, 1176-1180, doi:10.1126/science.aad8532
[5] J.W.Silverstone, et al., 2016, Silicon quantum photonics. IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 22, 390–402, arXiv:1707.02334
[6] A.Kayn, et al., 2017, Quantum delocalization in photon-pair generation, Phys.Rev.A 96, 023850, doi:10.1103/PhysRevA.96.023850
[7] I.N.Chuprina, et al, 2017, Optimisation of SFWM in a ring microresonator, Quant.Electron, 47(10), doi:10.1070/QEL16511
[8] J.A.Jarmillo-Villegas, et al., 2017, Persistent energy-time entanglement covering multiple resonances of an on-chip biphoton frequency comb, Optica 4,655-658, doi:10.1364/OPTICA.4.000655
[9] S.K.Lee, et al., 2018, Frequency comb single-photon interferometry, Nature Communications Physics 1:51, doi:10.1038/s42005- 018-0051-2
[10] J.P.MacLean, et al., 2018, Direct characterization of ultrafast energy-time entangled photon pairs, PRL 120, 053601, doi:10.1103/ PhysRevLett.120.053601
[11] M.Kues, et al., 2019, Quantum optical microcombs, Nature Photonics 13(3):170-179, doi:10.1038/s41566-019-0363-0
[12] A.L.Gaeta, et al., 2019, Photonic-chip-based frequency combs, Nature Photonics 13(3):158-169, doi:10.1038/s41566-019-0358-x
[13] G,Maltese, et al., 2020, Generation and symmetry control of quantum frequency combs, NPJ Quantum Information 6:13, doi:10.1038/s41534-019-0237-9
[14] N.Shettell, 2021, Quantum Information Techniques for Quantum Metrology, arXiv:2201.01523
[15] Z.Yang, et al., 2021, A squeezed quantum microcomb on a chip, Nature Communications 12:4781, doi:10.1038/s41467-021- 25054-z
[16] T.Yamazaki, et al, 2022, Massive-mode polarization entangled biphoton frequency comb, Scientific Reports12:8964, doi:10.1038/s41598-022-12691-7
[17] S.Francesconi, et al., 2022, On-chip generation of hybrid polarization-frequency entanglement biphoton states, arXiv:2207.10943
[18] B.LaCour, 2023, Advances in quantum computing, Entropy 25(11), 1633, doi:10.3390/e25121633
[19] G.Long, 2023, New advances in quantum communication and network, Entropy 25(12), doi:10.3390/e25111548
[20] M.Jahanbozorgi, et al., 2023, Generation of squeezed quantum microcombs with silicon nitride integrated photonic circuit, Optica 10(8), 1100-1101, doi:10.1364/OPTICA.498670
[21] F.Liu, et al, 2023, Characterization of Kerr microcombs for quantum technology, CLEO2023, STh1J.7, doi:CLEO_SI.2023,STh1J.7.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - WIADOMOŚCI TELEKOMUNIKACYJNE- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2024-1 , nr katalogowy 147316 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - WIADOMOŚCI TELEKOMUNIKACYJNE- e-zeszyt (pdf) 2024-1 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	60.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

300.00 zł

PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - papierowa prenumerata roczna	348.00 zł brutto 322.22 zł netto 25.78 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - pakowanie i wysyłka	21.00 zł brutto 17.07 zł netto 3.93 zł VAT (stawka VAT 23%)

369.00 zł

PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	450.00 zł brutto 416.67 zł netto 33.33 zł VAT (stawka VAT 8%)

450.00 zł

Zeszyt

2024-1

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma