論文の概要: Distinguishability theory for time-resolved photodetection and boson sampling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.01273v3
• Date: Wed, 29 Apr 2020 18:06:52 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-31 07:47:22.319204
• Title: Distinguishability theory for time-resolved photodetection and boson sampling
• Title（参考訳）: 時間分解光検出とボーソンサンプリングの識別性理論
• Authors: V. S. Shchesnovich and M. E. O. Bezerra
• Abstract要約: 高精度な時間分解能を持つ高速検出器を用いたマルチポートでのマルチ光子干渉における光子の識別性について検討した。 光子状態の同じ純度の場合、この2つの設定のいずれかを用いて、同じ品質の実験ボソンサンプリングしか達成できない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We study distinguishability of photons in multiphoton interference on a multiport when fast detectors, capable of precise time resolution, are employed. Such a setup was previously suggested for experimental realization of boson sampling with single photons. We investigate if fast photodetection allows to circumvent distinguishability of realistic single photons in mixed states. To this goal we compare distinguishability of photons in two setups: (a) with photons in the same average (temporal) profile on a spatial interferometer and photodetection incapable of (or with strongly imprecise) time resolution and (b) with photons in generally different average temporal profiles on the same spatial interferometer and photodetection with precise time resolution. Exact analytical results are obtained for Gaussian-shaped single photons with Gaussian distribution of photon arrival time. Distinguishability of photons in the two setups is found to be strikingly similar. For the same purity of photon states, only the same quality experimental boson sampling can be achieved using either of the two setups. The upshot of our results is that distinguishability due to mixed states is an intrinsic property of photons, whatever the photodetection scheme.
• Abstract（参考訳）: 高精度な時間分解能を持つ高速検出器を用いたマルチポートでのマルチ光子干渉における光子の識別性について検討した。 このようなセットアップは、単一光子を用いたボソンサンプリングの実験的な実現に先立って提案された。 高速光検出が混合状態における現実的な単一光子の識別性を回避できるかどうかを検討する。 この目的のために、2つの設定で光子の識別性を比較する。 (a)空間干渉計上の同じ平均(時間的)プロファイルの光子と、時間分解能が(または強く不正確で)不可能である光検出 (b)同じ空間干渉計上の平均時間プロファイルと正確な時間分解能を持つ光検出が一般的に異なる光子を持つ。 ガウス型単一光子の光子到達時間のガウス分布について, 具体的な解析結果を得た。 2つの装置における光子の識別性は著しく類似している。 光子状態の同じ純度の場合、同じ品質の実験ボソンサンプリングのみが2つの設定のいずれかを使用して達成できる。 その結果, 混合状態による識別性は光検出方式によらず, 光子の固有特性であることがわかった。

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