論文の概要: Unveiling photon statistics with a 100-pixel photon-number-resolving
detector
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.13753v1
- Date: Tue, 28 Jun 2022 04:38:58 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-07 12:55:45.021457
- Title: Unveiling photon statistics with a 100-pixel photon-number-resolving
detector
- Title（参考訳）: 100ピクセル光子数分解検出器による光子統計の解明
- Authors: Risheng Cheng, Yiyu Zhou, Sihao Wang, Mohan Shen, Towsif Taher, Hong
X. Tang
- Abstract要約: 単一導波路に沿って超伝導ナノワイヤの配列を多重化することにより、最大100個の光子を分解できるオンチップ検出器を実証する。
高速分解反応と組み合わせた非平行光子数は、真の熱光源の量子光子統計を独占的に明らかにすることができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.09786690381850356
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Single-photon detectors are ubiquitous in quantum information science and
quantum sensing. They are key enabling technologies for numerous scientific
discoveries and fundamental tests of quantum optics. Photon-number-revolving
detectors are the ultimate measurement tool of light. However, few detectors to
date can provide high-fidelity photon number resolution at few-photon levels.
Here, we demonstrate an on-chip detector that can resolve up to 100 photons by
spatiotemporally multiplexing an array of superconducting nanowires along a
single waveguide. The unparalleled photon number resolution paired with the
high-speed response exclusively allows us to unveil the quantum photon
statistics of a true thermal light source for the first time, which is realized
by direct measurement of high-order correlation function g^(N) with N up to 15,
observation of photon-subtraction-induced photon number enhancement, and
quantum-limited state discrimination against a coherent light source. Our
detector provides a viable route towards various important applications,
including photonic quantum computation and quantum metrology.
- Abstract（参考訳）: 単一光子検出器は量子情報科学や量子センシングにおいてユビキタスである。
これらは、量子光学の多くの科学的発見と基礎的実験の鍵となる技術である。
光子数反転検出器は、究極の光測定ツールである。
しかし、これまでの検出器はほとんどなく、数光子レベルで高忠実度光子数分解能が得られる。
ここでは、超電導ナノワイヤの配列を1つの導波路に沿って時空間的多重化することにより、最大100光子を解決できるオンチップ検出器を示す。
高速応答と組み合わせた非平行光子数分解法により,Nから15までの高次相関関数 g^(N) を直接測定し,光子減算による光子数増大の観測とコヒーレント光源に対する量子制限状態の判別により,真の熱源の量子光子統計を初めて明らかにすることができる。
我々の検出器は、フォトニック量子計算や量子計測など、様々な重要な応用への有効な経路を提供する。
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