論文の概要: Onset of non-Gaussian quantum physics in pulsed squeezing with
mesoscopic fields
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.13799v1
- Date: Sat, 27 Nov 2021 02:49:10 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-06 17:40:06.850923
- Title: Onset of non-Gaussian quantum physics in pulsed squeezing with
mesoscopic fields
- Title（参考訳）: メソスコピック場をもつパルススクイーズにおける非ガウス量子物理学の開始
- Authors: Ryotatsu Yanagimoto, Edwin Ng, Atsushi Yamamura, Tatsuhiro Onodera,
Logan G. Wright, Marc Jankowski, M. M. Fejer, Peter L. McMahon, Hideo Mabuchi
- Abstract要約: パルス励起光発生における非ガウス量子特性の出現について, メソスコピック数のポンプ光子を用いて検討した。
非線形ナノフォトニクスにおける技術の現状は、急速にこの状態に近づいていると我々は主張する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.2252572522254723
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We study the emergence of non-Gaussian quantum features in pulsed squeezed
light generation with a mesoscopic number (i.e., dozens to hundreds) of pump
photons. Due to the strong optical nonlinearities necessarily involved in this
regime, squeezing occurs alongside significant pump depletion, compromising the
predictions made by conventional semiclassical models for squeezing.
Furthermore, nonlinear interactions among multiple frequency modes render the
system dynamics exponentially intractable in na\"ive quantum models, requiring
a more sophisticated modeling framework. To this end, we construct a nonlinear
Gaussian approximation to the squeezing dynamics, defining a "Gaussian
interaction frame" (GIF) in which non-Gaussian quantum dynamics can be isolated
and concisely described using a few dominant (i.e., principal) supermodes.
Numerical simulations of our model reveal non-Gaussian distortions of squeezing
in the mesoscopic regime, largely associated with signal-pump entanglement. We
argue that the state of the art in nonlinear nanophotonics is quickly
approaching this regime, providing an all-optical platform for experimental
studies of the semiclassical-to-quantum transition in a rich paradigm of
coherent, multimode nonlinear dynamics. Mesoscopic pulsed squeezing thus
provides an intriguing case study of the rapid rise in dynamic complexity
associated with semiclassical-to-quantum crossover, which we view as a
correlate of the emergence of new information-processing capacities in the
quantum regime.
- Abstract（参考訳）: パルス励起光発生における非ガウス量子特性の出現について,メソスコピック数(数十から数百)のポンプ光子を用いて検討した。
この状態に必然的に関係する強い光学非線形性のため、スクイージングはポンプの劣化とともに発生し、従来の半古典的モデルによるスクイージングの予測を補完する。
さらに、複数の周波数モード間の非線形相互作用は系力学を指数関数的に抽出可能とし、より洗練されたモデリングフレームワークを必要とする。この目的のために、非ガウス的量子力学をいくつかの支配的(すなわち主)スーパーモデムを用いて分離し簡潔に記述できる「ガウス的相互作用フレーム」(GIF)を定義する。
このモデルの数値シミュレーションにより,メソスコピック領域におけるスクイーズ現象の非ガウス的歪みが明らかとなった。
我々は、非線形ナノフォトニクスにおける技術の現状が急速にこの体制に近づき、コヒーレントで多モードの非線形力学の豊かなパラダイムにおける半古典-量子遷移の実験研究のための全光学的プラットフォームを提供する。
したがって、メソスコピックパルススクイージングは、量子状態における新しい情報処理能力の出現の相関関係として、半古典的-量子交叉に伴う動的複雑さの急速な増加に関する興味深いケーススタディを提供する。
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