論文の概要: High-speed imaging of spatiotemporal correlations in Hong-Ou-Mandel interference

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.02740v3
• Date: Fri, 29 Apr 2022 20:21:05 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-23 06:30:52.897817
• Title: High-speed imaging of spatiotemporal correlations in Hong-Ou-Mandel interference
• Title（参考訳）: 香港・ウー・マンデル干渉における時空間相関の高速イメージング
• Authors: Xiaoqin Gao, Yingwen Zhang, Alessio D'Errico, Khabat Heshami, Ebrahim Karimi
• Abstract要約: 時間タギングカメラを用いて,2光子干渉の高速計測とキャラクタリゼーションを実験的に行った。 結果は、2光子干渉における空間DOFの高次元利用の実践的応用を導出する。
• 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: The Hong-Ou-Mandel interference effect lies at the heart of many emerging quantum technologies whose performance can be significantly enhanced with increasing numbers of entangled modes one could measure and thus utilize. Photon pairs generated through the process of spontaneous parametric down conversion are known to be entangled in a vast number of modes in the various degrees of freedom (DOF) the photons possess such as time, energy, and momentum, etc. Due to limitations in detection technology and techniques, often only one such DOFs can be effectively measured at a time, resulting in much lost potential. Here, we experimentally demonstrate, with the aid of a time tagging camera, high speed measurement and characterization of two-photon interference. {With a data acquisition time of only a few seconds, we observe a bi-photon interference and coalescence visibility of $\sim64\%$ with potentially up to $\sim2\times10^3$ spatial modes}. These results open up a route for practical applications of using the high dimensionality of spatiotemporal DOF in two-photon interference, and in particular, for quantum sensing and communication.
• Abstract（参考訳）: ホン・ウー・マンデル干渉効果は、多くの量子技術の中心にあり、その性能は、測定し、利用できるアンタングルモードの数が増えることで著しく向上する。 自発的パラメトリックダウン変換によって生成される光子対は、時間、エネルギー、運動量などの光子が持つ様々な自由度(dof)において、膨大な数のモードに絡み合っていることが知られている。 検出技術や技術に限界があるため、一度に1つのdofだけを効果的に測定することができ、結果として多くの電位が失われる。 本稿では,2光子干渉の高速計測とキャラクタリゼーションを,時間タグカメラの助けを借りて実験的に実証した。 {データ取得時間はわずか数秒で、2光子干渉と、最大$\sim2\times10^3$空間モードで$\sim64\%$の合体可視性を観察する。 これらの結果は、時空間DOFの高次元性を2光子干渉、特に量子センシングと通信に利用するための実用的な経路を開く。

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