論文の概要: Enhanced Electro-Optic Sampling with Quantum Probes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.04402v1
- Date: Tue, 8 Jun 2021 14:25:24 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-27 06:39:10.737349
- Title: Enhanced Electro-Optic Sampling with Quantum Probes
- Title（参考訳）: 量子プローブを用いた電気光学サンプリング
- Authors: St\'ephane Virally, Patrick Cusson, Denis V. Seletskiy
- Abstract要約: 光子数の絡み合った双対ビームは、条件付き非古典的プローブを導出するために用いられる。
量子真空の場合、これは信号と雑音の比が6倍改善される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Employing electro-optic sampling (EOS) with ultrashort probe pulses, recent
experiments showed direct measurements of quantum vacuum fields and their
correlations on subcycle timescales. Here, we propose a quantum-enhanced EOS
where photon-number entangled twin beams are used to derive conditioned
non-classical probes. In the case of the quantum vacuum, this leads to a
six-fold improvement in the signal-to-noise ratio over the classically-probed
EOS. In addition, engineering of the conditioning protocol yields a reliable
way to extract higher-order moments of the quantum noise distribution and
robust discrimination of the input quantum states, for instance a vacuum and a
few-photon cat state. These improvements open a viable route towards robust
tomography of quantum fields in space-time, an equivalent of homodyne detection
in energy-momentum space, and the possibility of precise experiments in
real-space quantum electrodynamics.
- Abstract（参考訳）: 電子光学サンプリング(EOS)と超短パルスを用いた最近の実験では、量子真空場の直接測定とサブサイクル時間スケールでの相関が示されている。
本稿では,光子数の絡み合った双対ビームを条件付き非古典的プローブの導出に用いる量子エンハンスEOSを提案する。
量子真空の場合、これは古典的に証明されたEOSよりも信号と雑音の比が6倍改善される。
さらに、コンディショニングプロトコルのエンジニアリングは、量子ノイズ分布の高次モーメントを抽出し、入力された量子状態(例えば真空状態や数光子猫状態)のロバストな識別を可能にする。
これらの改良は、時空における量子場のロバストトトグラフィー、エネルギーモメンタム空間におけるホモダイン検出の等価性、および実空間の量子電磁力学における正確な実験の可能性への道を開く。
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