論文の概要: Extending the Hong-Ou-Mandel Effect: the power of nonclassicality
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.02089v2
- Date: Thu, 20 Jan 2022 21:18:38 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-12 12:10:23.262099
- Title: Extending the Hong-Ou-Mandel Effect: the power of nonclassicality
- Title（参考訳）: 香港・ウー・マンデル効果の拡張:非古典性の力
- Authors: Paul M. Alsing, Richard J. Birrittella, Christopher C. Gerry, Jihane
Mimih and Peter L. Knight
- Abstract要約: 光の古典的でない状態のパリティは バランスの取れたビームスプリッターの干渉効果に 支配的な影響を与える
ビームスプリッターの出力を制御するための単一の光子の直感的な影響は、非古典性の異常な力を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: We show that the parity (evenness or oddness) of a nonclassical state of
light has a dominant influence on the interference effects at a balanced beam
splitter, irrespective of the state initially occupying the other input mode.
Specifically, the parity of the nonclassical state gives rise to destructive
interference effects that result in deep valleys in the output joint number
distribution of which the Hong-Ou-Mandel (HOM) effect is a limiting case. The
counter-intuitive influence of even a single photon to control the output of a
beam splitter illuminated by any field, be it a coherent or even a noisy
thermal field, demonstrates the extraordinary power of non-classicality. The
canonical example of total destructive interference of quantum amplitudes
leading to the absence of coincidence counts from a 50/50 beam splitter is the
celebrated HOM effect, characterized by the vanishing of the joint probability
of detecting singe photons in each of the output beams. We show that this is a
limiting case of more general input states upon which a 50/50 BS can create
total, or near total, destructive interference of quantum amplitudes. For odd
photon number input Fock states of arbitrary value n>0 we show that the joint
photon number probabilities vanish when detecting identical photon numbers in
each output beams. We examine the mixing of photon number states of n = 1, 2,
and 3 with a CV state, such as a coherent state of arbitrary amplitude, and a
thermal state. These vanishing joint probabilities form what we call a central
nodal line -- a contiguous set of zeros representing complete destructive
interference of quantum amplitudes. For odd or even photon number Fock states
with n>1 there will be additional off-diagonal pseudo-nodal curves along which
the joint photon number probabilities are either zero, or near zero, which
constitute a near, but not complete, destructive interference.
- Abstract（参考訳）: 非古典的な光状態のパリティ(均一性や奇性)は、当初他の入力モードを占有していた状態に関係なく、平衡ビームスプリッタの干渉効果に支配的な影響を与えることを示す。
特に、非古典状態のパリティは、Hong-Ou-Mandel (HOM) 効果が限界となる出力結合数分布において、深い谷となる破壊的干渉効果をもたらす。
任意の磁場で照らされたビームスプリッタの出力を制御するために1つの光子でさえも直観的な影響は、コヒーレントでもノイズの大きい熱電界でも、非古典性の並外れたパワーを示す。
50/50ビームスプリッターからの同時カウントの欠如につながる量子振幅の総破壊干渉の正統的な例は、それぞれの出力ビームにおけるSinge光子を検出する結合確率の消滅を特徴とする、祝福されたHOM効果である。
これは、50/50 BSが量子振幅の完全な、またはほぼ完全な破壊的干渉を発生できる、より一般的な入力状態の制限ケースであることを示す。
任意の値 n>0 の奇数光子数入力Fock 状態に対して、出力ビーム毎に同一光子数を検出すると、結合光子数確率が消滅することを示す。
任意の振幅のコヒーレント状態や熱状態などのCV状態とn = 1, 2, 3の光子数状態の混合について検討した。
これらの消滅したジョイント確率は、私たちが中心ノーダル線と呼ぶ量子振幅の完全な破壊的干渉を表す連続した零点の集合を形成する。
奇数あるいは偶数光子数 Fock が n>1 で表されるとき、さらに対角線外擬ノルダル曲線が存在し、その上に、合同光子数確率は 0 または 0 に近いか、ほぼ完全ではないが破壊的干渉を構成する。
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