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Hong–Ou–Mandelコアレッセンスによる軌道角運動量光子キュービットの最適量子クローニング

Nature Photonics 3, 12 doi: 10.1038/nphoton.2009.214

<p>光の軌道角運動量（OAM）は、らせん構造の波動関数を伴うものであり、各光子に高次の量子空間を付与できるため、量子フォトニクス分野において大きな可能性がある。しかし、これまで、OAMの利用はその操作が難しいため妨げられてきた。今回我々は、最近実証されたスピン-OAM情報転送手段を利用することによって、同じ出射モードのビームスプリッターに入射するOAMが非ゼロの2つの光子のHong–Ou–Mandelコアレッセンスを初めて観測したことについて報告する。このコアレッセンスは、入射光子のOAM状態を変えることによって、オンとオフに切り替えることができる。 次に、このような効果を利用し、偏光を得るために過去に開発された対称化技術を用いて、OAMエンコードされたキュービットの1 → 2普遍最適量子クローニングを行った。これらの結果は、異なる自由度の光子の組み合わせであっても、任意次元の量子空間に対してスケーラブルであることが示されている。</p>
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