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双平行马赫曾德尔电光调制器的量子散射模型:一般形式、损伤及在频分光子量子态中的应用

Quantum Scattering Model of Dual Parallel Mach Zehnder Electro Optic Modulators: General Formalism, Impairments, and Applications to Frequency-Bin Photonic Quantum States

Mar Yuste, Carlos R. Fernández Pousa, Javier Fraile Peláez, José Capmany

arXiv 2607.09198首次发表:更新:

AI 中文总结

研究双平行马赫曾德尔电光调制器的量子散射模型,利用量子散射形式理论推导,获输入态变换,评估频率梳结构及器件对多种因素的灵敏度,并用此模型设计频分量子比特源并报告其保真度。

AI 中文摘要

我们提出了双平行马赫曾德尔电光调制器(DPMZM)的量子力学模型,该模型是利用量子散射形式理论推导得出的。我们通过DPMZM架构获得了单光子和相干输入态的完整、无限制变换,包括每个内部调制器上独立的射频驱动条件,并将对称推挽工作点作为一个精确的特殊情况恢复出来。我们对所得的频率梳结构进行了数值评估,量化了器件对偏置误差、调制指数不平衡和射频噪声的灵敏度,并使用该模型设计了一个基于DP - MZM的频分量子比特源,报告了其作为这些损伤函数的保真度。

英文摘要

We present a quantum mechanical model of dual parallel Mach Zehnder electro-optic modulators (DPMZMs), derived using the quantum scattering formalism [1,2]. We obtain the complete, unrestricted transformation of single-photon and coherent input states through the DPMZM architecture, including independent radiofrequency drive conditions on each internal modulator, and recover the symmetric push pull operating point as an exact special case. We numerically evaluate the resulting frequency comb structure, quantify the device sensitivity to bias error, modulation-index imbalance, and RF noise, and use the model to design a DP-MZM-based frequency-bin qubit source, reporting its fidelity as a function of these impairments.

Comments22 pages, 12 figures

论文原文

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