論文の概要: Quantum frequency conversion based on resonant four-wave mixing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2009.11021v2
- Date: Tue, 8 Dec 2020 10:27:25 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-01 04:54:19.014423
- Title: Quantum frequency conversion based on resonant four-wave mixing
- Title（参考訳）: 共振4波混合に基づく量子周波数変換
- Authors: Chin-Yao Cheng, Jia-Juan Lee, Zi-Yu Liu, Jiun-Shiuan Shiu, and
Yong-Fan Chen
- Abstract要約: 非線形光学において、共振条件から遠く離れた波動混合効果は量子周波数変換(QFC)を実現するためにしばしば用いられる。
ここでは、共振4波混合系に基づく別の効率的なQFC方式について理論的に検討する。
我々の研究は、EITベースのQFCの変換効率が100%に近い場合、変換された光子の波動関数と2次分散は入力プローブ光子のほぼ同じであることを示した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.664989082015337
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum frequency conversion (QFC), a critical technology in photonic quantum
information science, requires that the quantum characteristics of the
frequency-converted photon must be the same as the input photon except for the
color. In nonlinear optics, the wave mixing effect far away from the resonance
condition is often used to realize QFC because it can prevent the vacuum field
reservoir from destroying the quantum state of the converted photon
effectively. Under conditions far away from resonance, experiments typically
require strong pump light to generate large nonlinear interactions to achieve
high-efficiency QFC. However, strong pump light often generates additional
noise photons through spontaneous Raman or parametric conversion processes.
Herein, we theoretically study another efficient QFC scheme based on a resonant
four-wave mixing system. Due to the effect of electromagnetically induced
transparency (EIT), this resonant QFC scheme can greatly suppress vacuum field
noise at low light levels; consequently, the converted photon can inherit the
quantum state of the input photon with high fidelity. Our research demonstrates
that if the conversion efficiency of the EIT-based QFC is close to 100%, the
wave function and quadrature variance of the converted photon are almost the
same as the input probe photon.
- Abstract（参考訳）: フォトニック量子情報科学における重要な技術である量子周波数変換(qfc)では、周波数変換された光子の量子特性は色以外の入力光子と同じでなければならない。
非線形光学では、変換された光子の量子状態が効果的に破壊されるのを防ぐため、共振条件から遠く離れた波動混合効果がQFCを実現するためにしばしば用いられる。
共鳴から遠く離れた条件下では、実験は通常、高効率なQFCを達成するために大きな非線形相互作用を生成するために強いポンプ光を必要とする。
しかし、強いポンプ光はしばしば自発的なラマン変換やパラメトリック変換によって追加のノイズ光子を生成する。
本稿では, 共振4波混合系に基づく別の効率の良いqfc方式について理論的に検討する。
電磁誘導透過(EIT)の影響により、この共振QFC方式は低光レベルの真空場ノイズを大幅に抑制することができ、変換された光子は入力光子の量子状態を高い忠実度で受け継ぐことができる。
我々の研究は、EITベースのQFCの変換効率が100%に近い場合、変換された光子の波動関数と二次分散は入力プローブ光子のほぼ同じであることを示した。
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