論文の概要: Amplification of cascaded downconversion by reusing photons with a switchable cavity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.11668v2
• Date: Mon, 5 Jun 2023 16:28:07 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-07 04:43:38.515949
• Title: Amplification of cascaded downconversion by reusing photons with a switchable cavity
• Title（参考訳）: 可変キャビティを用いた光子を用いたカスケード逆変換の増幅
• Authors: Alexandre Z. Leger, Samridhi Gambhir, Julien L\'eg\`ere and Deny R. Hamel
• Abstract要約: 本稿では,高速スイッチと遅延ループを用いて三重項生成率を増幅する手法を提案する。 我々の概念実証装置は、検出された光子三重項の速度を予測通りに上昇させる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 62.997667081978825
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The ability to efficiently produce and manipulate nonclassical states of light is a critical requirement for the development of quantum optical technologies. In recent years, experiments have demonstrated that cascaded spontaneous parametric down-conversion is a promising approach to implement photon precertification, providing a way to overcome photon transmission losses for quantum communication, as well as to directly produce entangled three-photon states and heralded Bell pairs. However, the low efficiency of this process has so far limited its applicability beyond basic experiments. Here, we propose a scheme to amplify triplet production rates by using a fast switch and a delay loop to reuse photons that fail to convert on the first pass through the cascade's second nonlinear crystal. We construct a theoretical model to predict amplification rates and verify them in an experimental implementation. Our proof-of-concept device increases the rate of detected photon triplets as predicted, demonstrating that the method has the potential to dramatically improve the usefulness of cascaded down-conversion for device-independent quantum communication and entangled state generation.
• Abstract（参考訳）: 非古典的な光の状態を効率的に生成し、操作できる能力は、量子光学技術の発展にとって重要な要件である。 近年、カスケード型自然パラメトリックダウンコンバージョンは、量子通信における光子伝達損失を克服し、絡み合った3光子状態と隠蔽されたベルペアを直接生成する方法として、光子前兆を実装するための有望なアプローチであることを示した。 しかし、このプロセスの効率の低さは、基本的な実験以上の適用性には限界がある。 そこで本研究では, 高速スイッチと遅延ループを用いて, カスケードの第2非線形結晶を経由する第1パスで変換できない光子を再利用する手法を提案する。 我々は,増幅率を予測し,実験により検証する理論モデルを構築した。 概念実証装置は、検出された光子三重項の速度を予測通り増加させ、デバイス非依存の量子通信と絡み合った状態生成においてカスケードダウン変換の有用性を劇的に向上させる可能性を実証する。

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