100光子の分解能と不偏ランダム数の量子生成【JST・京大機械翻訳】

Eaton Miller; Hossameldin Amr; Birrittella Richard J.; Alsing Paul M.; Gerry Christopher C.; Dong Hai; Cuevas Chris; Pfister Olivier

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202221355018360 整理番号：22P0342410

100光子の分解能と不偏ランダム数の量子生成【JST・京大機械翻訳】

Resolution of 100 photons and quantum generation of unbiased random numbers

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発行年： 2022年05月02日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2022年10月28日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

※このプレプリント論文は学術誌に掲載済みです。なお、学術誌掲載の際には一部内容が変更されている可能性があります。

超流体と超伝導体で観察されるような巨視的量子現象は,有望な技術的進歩と基本的物理学の最も重要な試験のいくつかをもたらした。現在のところ,光の量子検出は,主にマイクロスケールに委任され,そこでは,アバランシェフォトダイオードは,真空から単一光子事象を識別するのに非常に敏感であるが,大きな光子数事象の間では区別できない。これを超えると,光子数を解決するための測定を実行する能力は,計算,センシング,および暗号を含む多様な量子情報応用に対して非常に望ましい。真の光子数分解能検出器が存在するが,それらは現在10光子の次数で解決する能力に限られており,それは,ヘラリング検出に基づくいくつかの量子状態生成法には小さすぎる。本研究では,ゼロと100の間の光子数を正確に分解するために,多重化高量子効率遷移エッジセンサに基づく検出スキームを実行することにより,光子測定をメソスコピック領域に拡張した。次に,固有バイアスのない量子乱数発生器を実装することにより,このシステムの使用を実証した。この方法は光子数基底におけるコヒーレント状態のサンプリングに基づいており,レーザ,損失および検出器の非効率ならびに盗聴における環境雑音,位相および振幅変動に対してロバストである。真の乱数発生を超えて,著者らの検出スキームは,フォトニック量子情報処理に貴重な量子測定と工学技術を実装するための手段として役立つ。【JST・京大機械翻訳】

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量子光学一般 , 測光と光検出器一般

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