論文の概要: Observing quantum coherence from photons scattered in free-space
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.00298v1
- Date: Sat, 27 Feb 2021 19:26:11 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-09 18:32:45.215210
- Title: Observing quantum coherence from photons scattered in free-space
- Title（参考訳）: 自由空間に散乱した光子からの量子コヒーレンス観測
- Authors: Shihan Sajeed and Thomas Jennewein
- Abstract要約: 我々は、散乱した非線形光子から量子コヒーレンスを転送し、回収するための新しいアプローチを示す。
散乱光子の観測時間ビン可視性は、-45度から+45度の範囲で95%ドル高い値のままであった。
提案手法は,散乱信号からの光子コヒーレンスを自由空間環境における量子センシング,イメージング,通信に応用するための研究・開発のための新しい線を開拓すると考えられる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum channels in free-space, an essential prerequisite for fundamental
tests of quantum mechanics and quantum technologies in open space, have so far
been based on direct line-of-sight because the predominant approaches for
photon-encoding, including polarization and spatial modes, are not compatible
with randomly scattered photons. Here we demonstrate a novel approach to
transfer and recover quantum coherence from scattered, non-line-of-sight
photons analyzed in a multimode and imaging interferometer for time-bins,
combined with photon detection based on a 8x8 single-photon-detector-array. The
observed time-bin visibility for scattered photons remained at a high $95\%$
over a wide scattering angle range of -45 degree to +45 degree, while the
individual pixels in the detector array resolve or track an image in its field
of view of ca. 0.5 degrees. Using our method we demonstrate the viability of
two novel applications. Firstly, using scattered photons as an indirect channel
for quantum communication thereby enabling non-line-of-sight quantum
communication with background suppression, and secondly, using the combined
arrival time and quantum coherence to enhance the contrast of low-light imaging
and laser ranging under high background light. We believe our method will
instigate new lines for research and development on applying photon coherence
from scattered signals to quantum sensing, imaging, and communication in
free-space environments.
- Abstract（参考訳）: 自由空間における量子チャネルは、量子力学とオープン空間における量子技術の基礎的なテストの必須条件であり、偏光や空間モードを含む光子符号化の主要なアプローチはランダムに散乱した光子と互換性がないため、これまでは直視線に基づいてきた。
ここでは,8x8光子検出器アレイに基づく光子検出と合わせて,マルチモードおよび画像干渉計を用いて解析した散乱非線形光子から量子コヒーレンスを転送し,回復する新しい手法を示す。
散乱光子に対する観察された時間-ビンの可視性は、-45度から+45度の範囲の広い散乱角の範囲において高い9,5\%で保たれ、検出器アレイ内の個々の画素はcaの視野で画像を解決または追跡した。
0.5度
本手法を用いて,新しい2つの応用の可能性を示す。
第1に、散乱光子を量子通信の間接チャネルとして使用することにより、背景抑圧を伴う非視線量子通信を可能にし、第2に、到来時間と量子コヒーレンスを組み合わせて、低光イメージングと高背景光域レーザーのコントラストを高める。
我々は、散乱信号からの光子コヒーレンスを自由空間環境における量子センシング、イメージング、および通信に適用する研究と開発のための新たなラインを開拓すると信じている。
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