論文の概要: Quantum jump simulation in three-level systems using photonic Gaussian modes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.06144v1
• Date: Thu, 11 Jun 2020 01:37:17 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-16 00:53:44.891031
• Title: Quantum jump simulation in three-level systems using photonic Gaussian modes
• Title（参考訳）: フォトニックガウスモードを用いた3レベル系の量子ジャンプシミュレーション
• Authors: A. C. Cardoso and J. G. L. Cond\'e and B. Marques and J. S. Cabral and S. P\'adua
• Abstract要約: マルチレベル量子系は、内部レベル間の量子ジャンプや自然崩壊によるコヒーレンスを緩める。 本研究では, 3モードフォトニクスシステムを用いて, 量子ジャンプ下での3レベル系を実験的にシミュレートする方法を提案する。
• 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: Multi-level quantum systems loose coherence due to quantum jumps or spontaneous decay between their internal levels. Here we propose a way to simulate experimentally a three-level system under quantum jump using a three-mode photonic system. We simulated three different dynamics of spontaneous decay in a three-level atomic system: cascade decay, $\Lambda$ decay and $V$ decay. With an attenuated light coherent source at the photon level, we prepared a photonic qutrit state encoded in the parallel path of Gaussian modes. By exploring periodical phase modulation in spatial light modulator, the corresponding dynamical maps for quantum jumps were implemented in terms of the Kraus operator decomposition. With image measurements with an intensified charged-coupled device (ICCD) camera we obtain the diagonal elements of the initial state density matrix. Measuring the image and interference patterns of the evolved qutrit state we verified experimentally the variation of the populations and the decoherence effects caused by the quantum jumps in the three-level system for the three-level decay configurations.
• Abstract（参考訳）: マルチレベル量子系は、内部レベル間の量子ジャンプや自然崩壊によるコヒーレンスを緩める。 本稿では,3モードフォトニックシステムを用いて,量子ジャンプ下での3レベルシステムを実験的にシミュレートする方法を提案する。 我々は3段階の原子系における自発的崩壊の3つの異なるダイナミクスをシミュレートした:カスケード崩壊、$\lambda$崩壊、$v$崩壊。 光子レベルの減衰光コヒーレント源を用いて、ガウスモードの平行経路に符号化されたフォトニッククトリット状態を作成した。 空間光変調器における周期位相変調の探索により, 量子ジャンプに対応する動的マップをクラウス作用素分解法を用いて実装した。 強化荷電結合型デバイス(iccd)カメラによる画像計測により,初期状態密度行列の対角要素を得る。 進化したクォート状態の画像と干渉パターンを計測し, 3段階の崩壊構成のための3レベル系の量子ジャンプによる集団の変動とデコヒーレンス効果を実験的に検証した。

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