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Remote preparation for single-photon state in two degrees of freedom with hyper-entangled states

Frontiers of physics 2021年第4期16卷 65-73页

作者： Mei-Yu Wang Fengli Yan Ting Gao College of Physics Hebei Normal UniversityShijiazhuang 050024China School of Mathematics Science Hebei Normal UniversityShijiazhuang 050024China Hebei Key Laboratory of Photophysics Research and Application Shijiazhuang 050024China

Remote state preparation(RSP)provides a useful way of transferring quantum information between two distant nodes based on the previously shared entanglement.In this paper,we study RSP of an arbitrary single-photon state in two degrees of freedom(DoFs).Using hyper-entanglement as a shared resource,our first goal is to remotely prepare the single-photon state in polarization and frequency DoFs and the second one is to reconstruct the single-photon state in polarization and time-bin DoFs.In the RSP process,the sender will rotate the quantum state in each DoF of the photon according to the knowledge of the state to be communicated.By performing a projective measurement on the polarization of the sender’s photon,the original single-photon state in two DoFs can be remotely reconstructed at the receiver’s quantum systems.This work demonstrates a novel capability for longdistance quantum communication.

关键词： remote state preparation hyper-entanglement

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