論文の概要: Nonclassical correlated deterministic single-photon pairs for a trapped
atom in bimodal cavities
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.07368v1
- Date: Fri, 15 Apr 2022 08:05:26 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-16 21:39:54.671108
- Title: Nonclassical correlated deterministic single-photon pairs for a trapped
atom in bimodal cavities
- Title（参考訳）: 双モードキャビティにおける捕捉原子に対する非古典的相関決定論的単光子対
- Authors: Zhong Peng and Yuangang Deng
- Abstract要約: 単一光子と単光子対は本質的には非古典的であり、量子科学や技術の基本要素である。
両モード共振器に閉じ込められた単一原子に対して, 単光子レベルの非古典的相関決定性光子対を実現することを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Single photons and single-photon pairs, inherently nonclassical in their
nature, are fundamental elements of quantum sciences and technologies. Here, we
propose to realize the nonclassical correlated deterministic photon pairs at
the single-photon level for a single atom trapped in bimodal cavities. It is
shown that the photon emissions for bimodal cavities exhibit a high single
photon purity and relatively large intracavity photon numbers, which are
ascribed to the combination of optical Stark shift enhanced energy-spectrum
anharmonicity and quantum interference suppressed two-photon excitation. Our
scheme generates photon-photon pairs with strong photon blockade for cavity
modes via constructing a highly tunable cavity-enhanced deterministic
parametric down-conversion process. Furthermore, we show that the
cross-correlation function between the two cavity modes vastly violates the
Cauchy-Schwarz inequality of the classical boundary, which unambiguously
demonstrates the nonclassicality of the single-photon pairs. Our result reveals
a prominent strategy to generate the high-quality two-mode single-photon
sources with strong nonclassical correlation, which could provide versatile
applications in distribution of quantum networks, long distance quantum
communication, and fundamental tests of quantum physics.
- Abstract（参考訳）: 単一光子と単光子対は本質的に非古典的であり、量子科学や技術の基本要素である。
そこで本研究では, 双モードキャビティに閉じ込められた単一原子に対して, 単光子レベルの非古典的相関決定性光子対を実現することを提案する。
バイモーダルキャビティに対する光子放出は、高い単一光子純度と比較的大きなキャビティ内光子数を示し、これは光スタークシフトの強化エネルギースペクトル非調和性と量子干渉が2光子励起を抑制することが説明されている。
提案手法は,キャビティモードに対する強い光子遮断を有する光子-光子対を生成する。
さらに,2つのキャビティモード間の相互相関関数が古典境界のコーシー=シュワルツの不等式に大きく違反していることが示される。
その結果, 量子ネットワークの分布, 長距離量子通信, 量子物理学の基礎実験において, 高品質な2モード単一光子源を強い非古典的相関関係で生成する, 顕著な戦略が明らかになった。
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