DLCZに基づく多モードのヘラルド単一光子

高品質の単一光子源は、シンプルな量子デバイスの開発において重要です。量子通信は最先端技術の最前線にあり、前例のないセキュリティと効率を約束しています。この革命的な分野の重要な要素は、高速単一光子源の開発であり、量子鍵配送や他の量子通信プロトコルにおいて重要な役割を果たします。この文脈において、空間多モードの概念は、単一光子源の能力を新たな高みへと引き上げる有望な手段として浮上します。私たちは、デュアン-ルキン-シラッツ-ゾラー（DLCZ）スキームにおいて、高速のヘラルド単一光子を供給する単一光子源を開発するための空間多重化技術を持っています。DLCZに基づく空間多重化単一光子源スキームを提案します。単一空間モードに対して、空間多重化を通じて6つの空間モードを追加することで、単一光子生成率が4.3倍に増加します。また、単一光子の二次相関関数は0.5未満です。我々は、DLCZに基づく量子ストレージスキームの空間自由度を拡張しても、単一光子の特性には影響しないことを示します。フィードバック回路を用いた空間多重化により、単一光子の生成率を大幅に増加させることができます。我々のアプローチは、空間多モードスキームに基づく高速光子源の創出に向けた有望な道を提供します。