論文の概要: Quantum Squeezing Induced Optical Nonreciprocity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.05016v1
• Date: Mon, 11 Oct 2021 05:58:41 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-11 19:36:11.903568
• Title: Quantum Squeezing Induced Optical Nonreciprocity
• Title（参考訳）: 量子スクイージング誘起光非相反性
• Authors: Lei Tang, Jiangshan Tang, Mingyuan Chen, Franco Nori, Min Xiao, Keyu Xia
• Abstract要約: 2つの共振器モードの1つを量子スキューズすることで、チップ上での光学的非相互性を実現するための全光学的アプローチを提案する。 強い光の非相互伝達は、相対的に弱いポンプ光によって切替可能であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.683184279690639
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We propose an all-optical approach to achieve optical nonreciprocity on a chip by quantum squeezing one of two coupled resonator modes. By parametric pumping a nonlinear resonator unidirectionally with a classical coherent field, we squeeze the resonator mode in a selective direction due to the phase-matching condition, and induce a chiral photon interaction between two resonators. Based on this chiral interresonator coupling, we achieve an all-optical diode and a three-port quasi-circulator. By applying a second squeezed-vacuum field to the squeezed resonator mode, our nonreciprocal device also works for single-photon pulses. We obtain an isolation ratio of >40 dB for the diode and fidelity of $>98\%$ for the quasi-circulator, and insertion loss of <1 dB for both. We also show that nonreciprocal transmission of strong light can be switched on and off by a relative weak pump light. This achievement implies a nonreciprocal optical transistor. Our protocol opens up a new route to achieve integrable all-optical nonreciprocal devices permitting chip-compatible optical isolation and nonreciporcal quantum information processing.
• Abstract（参考訳）: 2つの結合共振器モードの1つを量子スクイーズすることで、チップ上の光非相反性を実現するための全光学的アプローチを提案する。 非線形共振器を古典コヒーレント場と一方向にパラメトリックポンピングすることにより、位相整合条件により共振器モードを選択的方向に絞り、2つの共振器間のキラル光子相互作用を誘導する。 このキラル共振器結合に基づいて、全光ダイオードと3ポート準循環器を実現する。 圧縮共振器モードに第2の圧縮真空場を適用することで、この非相互デバイスは単一光子パルスに対しても機能する。 ダイオードの分離率 >40 dB と準循環器の忠実度 >98\%$ と、両者の挿入損失 <1 dB とを得る。 また, 比較的弱いポンプ光により, 強い光の非逆伝達をオン・オフできることを示した。 この成果は非相互光学トランジスタを意味する。 我々のプロトコルは、チップ互換の光分離と非規則量子情報処理を可能にする、統合可能な全光非相互デバイスを実現するための新しい経路を開く。

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