論文の概要: Room-temperature biphoton source with a spectral brightness near the
ultimate limit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.09062v5
- Date: Mon, 9 May 2022 02:30:15 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-14 07:32:34.415747
- Title: Room-temperature biphoton source with a spectral brightness near the
ultimate limit
- Title（参考訳）: 極端限界付近のスペクトル輝度を持つ室温複光子源
- Authors: Jia-Mou Chen, Chia-Yu Hsu, Wei-Kai Huang, Shih-Si Hsiao, Fu-Chen
Huang, Yi-Hsin Chen, Chih-Sung Chuu, Ying-Cheng Chen, Yong-Fan Chen, Ite A.
Yu
- Abstract要約: 線幅960 kHz、生成速度3.7$times$105$ pairs/sの2光子の熱原子SFWM源について報告する。
高出力率と狭い直線幅は、スペクトル輝度が3.8$times$105$ pairs/s/MHzとなる。
この研究は大きな進歩を示し、光子を用いた量子技術に有用な知識を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.133148988751104
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The biphotons, generated from a hot atomic vapor via the process of
spontaneous four-wave mixing (SFWM), have the following merits: stable and
tunable frequencies as well as linewidth. Such merits are very useful in the
applications of long-distance quantum communication. However, the hot-atom SFWM
biphoton sources previously had far lower values of generation rate per
linewidth, i.e., spectral brightness, as compared with the sources of biphotons
generated by the spontaneous parametric down conversion (SPDC) process. Here,
we report a hot-atom SFWM source of biphotons with a linewidth of 960 kHz and a
generation rate of 3.7$\times$ $10^5$ pairs/s. The high generation rate,
together with the narrow linewidth, results in a spectral brightness of
3.8$\times$ $10^5$ pairs/s/MHz, which is 17 times of the previous best result
with atomic vapors and also better than all known results with all kinds of
media. The all-copropagating scheme together with a large optical depth (OD) of
the atomic vapor is the key improvement, enabling the achieved spectral
brightness to be about one quarter of the ultimate limit. Furthermore, this
biphoton source had a signal-to-background ratio (SBR) of 2.7, which violated
the Cauchy-Schwartz inequality for classical light by about 3.6 folds. Although
an increasing spectral brightness usually leads to a decreasing SBR, our
systematic study indicates that both of the present spectral brightness and SBR
can be enhanced by further increasing the OD. This work demonstrates a
significant advancement and provides useful knowledge in the quantum technology
using photons.
- Abstract（参考訳）: 2光子は、自発4波混合(SFWM)の過程を通じて熱い原子蒸気から生成され、安定かつ調整可能な周波数と直線幅の利点を持つ。
このような利点は長距離量子通信の応用において非常に有用である。
しかし, 熱原子SFWM双光子源は, 自発パラメトリックダウン変換(SPDC)法により生成される双光子源と比較して, 線幅当たりの生成速度が, スペクトル輝度よりもはるかに低い値であった。
ここでは、線幅960 kHz、生成速度3.7$\times$10^5$ pairs/sの2光子の熱原子SFWM源について報告する。
高い生成速度と狭い線幅は3.8$\times$10^5$ pairs/s/mhzのスペクトル輝度となり、これは原子蒸気による以前の最高の結果の17倍であり、あらゆる種類のメディアで知られているすべての結果よりも優れている。
原子蒸気の大きな光学深度(OD)とともに全コプロパゲーション方式は重要な改良であり、達成されたスペクトル輝度は究極の限界の約4分の1となる。
さらに、この双光子源は信号対バックグラウンド比(SBR)が2.7であり、古典的な光に対するコーシー=シュワルツの不等式を約3.6倍に破った。
スペクトル輝度の増大は通常SBRの減少につながるが,本研究の系統的研究は,ODの増大により,現在のスペクトル輝度とSBRの両方を増強できることを示している。
この研究は大きな進歩を示し、光子を用いた量子技術に有用な知識を提供する。
関連論文リスト
- Site-Controlled Purcell-Induced Bright Single Photon Emitters in Hexagonal Boron Nitride [62.170141783047974]
六方晶窒化ホウ素(hBN)でホストされる単一光子エミッタは、室温で動作する量子フォトニクス技術にとって必須の構成要素である。
我々はPurcellにより誘導されるサイト制御SPEのためのプラズモンナノ共振器の大規模アレイを実験的に実証した。
我々の結果は、明るく、均一に統合された量子光源の配列を提供し、堅牢でスケーラブルな量子情報システムへの道を開いた。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-03T23:02:30Z) - Integrated, bright, broadband parametric down-conversion source for
quantum metrology and spectroscopy [0.0]
本研究では, グループ速度マッチングしたニオブ酸リチウム導波路を用いた2色SPDC源の試作を行った。
狭帯域のバンドポンプをブロードバンドパルスに変換することにより、生成した光子対の相関時間は$Delta tau approx 120,textfs$であり、狭帯域の$Delta omega_p ll 1,textMHz$はCWポンプ光の強い周波数絡みを生じる。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-27T13:57:16Z) - Triggered telecom C-band single-photon source with high brightness, high
indistinguishability and sub-GHz spectral linewidth [0.0]
長距離の地上量子ネットワークは、高輝度の単一光子源を必要とする。
多くのアプリケーション要求は、高い識別性と狭いスペクトル線幅で動作を誘導した。
テレコムCバンドにおいて、光ポンピング狭帯域(0.8GHz)の単一光子源をコヒーレントに(非コヒーレントに)提示する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-10-31T17:18:30Z) - High-rate sub-GHz linewidth bichromatic entanglement source for quantum
networking [59.191830955730346]
本研究では,ダイヤモンド中の4波長混合に基づく熱的ルビジウム蒸気中の絡み合い源について検討した。
我々は、以前報告された原子源よりも桁違いに高い107, /s$以上の繊維内絡み合ったペア生成率を達成することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-11T21:19:30Z) - Ultrabright and narrowband intra-fiber biphoton source at ultralow pump
power [51.961447341691]
高輝度の非古典的な光子源は、量子通信技術の鍵となる要素である。
ここでは,中空コアファイバ内の低温原子の光密度アンサンブルに自発4波混合を用いることで,狭帯域非古典光子対の生成を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-08-10T09:04:15Z) - Quantum-limited millimeter wave to optical transduction [50.663540427505616]
量子情報の長距離伝送は、分散量子情報プロセッサの中心的な要素である。
トランスダクションへの現在のアプローチでは、電気ドメインと光ドメインの固体リンクが採用されている。
我々は、850ドルRbの低温原子をトランスデューサとして用いたミリ波光子の光子への量子制限変換を実証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-20T18:04:26Z) - Temporally-ultralong biphotons with a linewidth of 50 kHz [1.0555828074181728]
この研究は、高効率な超細線二光子源を実証し、隠蔽された単一光子を利用した量子技術を大幅に進歩させた。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-05-27T06:31:54Z) - Phonon dephasing and spectral diffusion of quantum emitters in hexagonal
Boron Nitride [52.915502553459724]
六方晶窒化ホウ素(hBN)の量子放出体は、量子光学への応用のために、明るく頑健な単一光子の源として出現している。
低温における共鳴励起分光法によるhBN中の量子エミッタのフォノン脱落とスペクトル拡散について検討した。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-25T05:56:18Z) - Generation of sub-MHz and spectrally-bright biphotons from hot atomic
vapors with a phase mismatch-free scheme [1.8640137420505116]
我々は全コプロパゲーション方式を用いて熱水蒸気から二光子を生成する。
この研究における双光子線幅は桁違いに調整可能である。
これは今までで最も狭い線幅であり、様々な種類の単モード複光子の中では最も狭い線幅である。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-09T07:32:56Z) - Near-ideal spontaneous photon sources in silicon quantum photonics [55.41644538483948]
集積フォトニクスは量子情報処理のための堅牢なプラットフォームである。
非常に区別がつかず純粋な単一の光子の源は、ほぼ決定的か高い効率で隠蔽されている。
ここでは、これらの要件を同時に満たすオンチップ光子源を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-19T16:46:44Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。