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Full-field mode sorter using two optimized phase transformations for high-dimensional quantum cryptography

Fickler, Robert ; Bouchard, Frédéric ; Giese, Enno ; Grillo, Vincenzo ; Leuchs, Gerd ; Karimi, Ebrahim (2024)
Full-field mode sorter using two optimized phase transformations for high-dimensional quantum cryptography.
In: Journal of Optics, 2020, 22 (2)
doi: 10.26083/tuprints-00027042
Artikel, Zweitveröffentlichung, Verlagsversion

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Kurzbeschreibung (Abstract)

High-dimensional encoding schemes have emerged as a novel way to perform quantum information tasks. For high dimensionality, temporal and transverse spatial modes of photons are the two paradigmatic degrees of freedom commonly used in such experiments. Nevertheless, general devices for multi-outcome measurements are still needed to take full advantage of the high-dimensional nature of encoding schemes. We propose a general full-field mode sorting scheme consisting of only up to two optimized phase elements based on evolutionary algorithms that allows for joint sorting of azimuthal and radial modes. We further study the performance of our scheme through simulations in the context of high-dimensional quantum cryptography, where sorting in different mutually unbiased bases and high-fidelity measurement schemes are crucial.

Typ des Eintrags: Artikel
Erschienen: 2024
Autor(en): Fickler, Robert ; Bouchard, Frédéric ; Giese, Enno ; Grillo, Vincenzo ; Leuchs, Gerd ; Karimi, Ebrahim
Art des Eintrags: Zweitveröffentlichung
Titel: Full-field mode sorter using two optimized phase transformations for high-dimensional quantum cryptography
Sprache: Englisch
Publikationsjahr: 5 August 2024
Ort: Darmstadt
Publikationsdatum der Erstveröffentlichung: 2020
Ort der Erstveröffentlichung: Bristol
Verlag: IOP Science
Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: Journal of Optics
Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: 22
(Heft-)Nummer: 2
Kollation: 8 Seiten
DOI: 10.26083/tuprints-00027042
URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/27042
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Herkunft: Zweitveröffentlichungsservice
Kurzbeschreibung (Abstract):

High-dimensional encoding schemes have emerged as a novel way to perform quantum information tasks. For high dimensionality, temporal and transverse spatial modes of photons are the two paradigmatic degrees of freedom commonly used in such experiments. Nevertheless, general devices for multi-outcome measurements are still needed to take full advantage of the high-dimensional nature of encoding schemes. We propose a general full-field mode sorting scheme consisting of only up to two optimized phase elements based on evolutionary algorithms that allows for joint sorting of azimuthal and radial modes. We further study the performance of our scheme through simulations in the context of high-dimensional quantum cryptography, where sorting in different mutually unbiased bases and high-fidelity measurement schemes are crucial.

Status: Verlagsversion
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-270425
Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 05 Fachbereich Physik
05 Fachbereich Physik > Institut für Angewandte Physik
05 Fachbereich Physik > Institut für Angewandte Physik > Theoretische Quantenoptik
Hinterlegungsdatum: 05 Aug 2024 09:39
Letzte Änderung: 09 Aug 2024 13:27
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