論文の概要: Controlled multi-photon subtraction with cascaded Rydberg superatoms as
single-photon absorbers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.15738v1
- Date: Mon, 29 Mar 2021 16:24:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-06 06:00:32.085603
- Title: Controlled multi-photon subtraction with cascaded Rydberg superatoms as
single-photon absorbers
- Title（参考訳）: 単光子吸収体としてのカスケードリドバーグ超原子によるマルチ光子サブトラクション制御
- Authors: Nina Stiesdal, Hannes Busche, Kevin Kleinbeck, Jan Kumlin, Mikkel G.
Hansen, Hans Peter B\"uchler, Sebastian Hofferberth
- Abstract要約: 入射光パルスからの精密かつ制御された多光子サブトラクションを実証する。
我々は、タイトに閉じ込められた冷水原子アンサンブルのカスケード系と、光子のRydberg状態への結合が強く、集合的に強化されたものである。
我々は、ラマン崩壊をさらに抑制できるならば、我々のスキームは高い吸収子数にうまくスケールすべきであることを示す。
- 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: The preparation of light pulses with well-defined quantum properties requires
precise control at the individual photon level. Here, we demonstrate exact and
controlled multi-photon subtraction from incoming light pulses. We employ a
cascaded system of tightly confined cold atom ensembles with strong,
collectively enhanced coupling of photons to Rydberg states. The excitation
blockade resulting from interactions between Rydberg atoms limits photon
absorption to one per ensemble and engineered dephasing of the collective
excitation suppresses stimulated re-emission of the photon. We experimentally
demonstrate subtraction with up to three absorbers. Furthermore, we present a
thorough theoretical analysis of our scheme where we identify weak Raman decay
of the long-lived Rydberg state as the main source of infidelity in the
subtracted photon number. We show that our scheme should scale well to higher
absorber numbers if the Raman decay can be further suppressed.
- Abstract（参考訳）: 量子特性が明確に定義された光パルスの合成には、個々の光子レベルでの精密な制御が必要である。
ここでは、入射光パルスから正確に制御された多光子サブトラクションを示す。
タイトに閉じ込められた寒冷原子アンサンブルのカスケード系を用い,光子とライドバーグ状態の結合性を強化した。
ライドバーグ原子間の相互作用による励起遮断は、光子吸収をアンサンブル当たり1つに制限し、集団励起を工学的に強調することで光子の再放出を抑制する。
3種類の吸収体を用いた減算実験を行った。
さらに、長い寿命のRydberg状態の弱いラマン崩壊を、減算された光子数における不忠実性の主源として同定する、我々のスキームの完全な理論的解析を示す。
ラマン崩壊をさらに抑制できるなら、我々のスキームは高い吸収子数にうまくスケールすべきである。
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