論文の概要: QND measurements of photon number in monolithic microcavities
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.14700v1
- Date: Mon, 29 Nov 2021 17:00:15 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-06 09:35:02.485767
- Title: QND measurements of photon number in monolithic microcavities
- Title（参考訳）: モノリシックマイクロキャビティにおける光子数QND測定
- Authors: S. N. Balybin and A. B. Matsko and F. Ya. Khalili and D. V. Strekalov
and V. S. Iltchenko and A. A. Savchenkov and N. M. Lebedev and I.A. Bilenko
- Abstract要約: 我々は、光量子の量子非破壊測定(QND)の考え方を再考する。
モノリシックなマイクロキャビティは、弱い信号場における量子数のQND測定を可能にする。
最新のモノリシックなマイクロキャビティは、標準量子限界の何倍もの精度で測定精度を達成できることを示す。
- 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: We revisit the idea of quantum nondemolition measurement (QND) of optical
quanta via a resonantly enhanced Kerr nonlinearity taking into account quantum
back action and show that the monolithic microcavities enable QND measurement
of number of quanta in a weak signal field using a spatially overlapping
classical probe field. Due to the cross-phase modulation effect, the phase of
the probe field acquires information about the signal number of quanta without
altering it. We find the exact solution to the Heisenberg equations of motion
of this system and calculate the measurement error, accounting for the optical
losses in the measurement path. We identify a realistic approximation to obtain
the explicit form of the final conditional quantum state of the signal field,
accounting for the undesirable self-phase modulation effect and designing the
optimal homodyne measurement of the probe beam to evade this effect. We show
that the best modern monolithic microcavities allow achieving the measurement
imprecision several times better than the standard quantum limit.
- Abstract（参考訳）: 量子バックアクションを考慮した共鳴強化kerr非線形性を用いて、光学量子の量子非退化測定(qnd)の考え方を再検討し、空間的に重なり合う古典プローブ場を用いた弱信号場における量子量子のqnd測定を可能にすることを示した。
クロスフェーズ変調効果により、プローブフィールドの位相は、クオンタの信号番号に関する情報を変更せずに取得する。
このシステムの運動のハイゼンベルク方程式の正確な解を見つけ,測定経路の光学的損失を考慮した測定誤差を計算した。
信号場の終条件量子状態の明示的な形を得るための現実的な近似を同定し、望ましくない自己相変調効果を考慮し、プローブビームの最適ホモダイン測定を設計すれば、この効果を回避できる。
最新のモノリシックなマイクロキャビティは、標準量子限界の何倍もの精度で測定精度を達成できることを示す。
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