論文の概要: Near-video frame rate quantum sensing using Hong-Ou-Mandel interferometry

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.13300v2
• Date: Wed, 17 May 2023 19:07:33 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-19 19:24:50.332510
• Title: Near-video frame rate quantum sensing using Hong-Ou-Mandel interferometry
• Title（参考訳）: hong-ou-mandel interferometryを用いた近接ビデオフレームレート量子センシング
• Authors: Sandeep Singh, Vimlesh Kumar, Varun Sharma, Daniele Faccio, G. K. Samanta
• Abstract要約: 香港・ウー・マンデル干渉は量子センシングの有望なツールとして浮上している。 単一周波数連続型ダイオードレーザーを用いたフレキシブルスペクトル帯域を用いた光子対の生成について述べる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.882519884342634
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Hong-Ou-Mandel (HOM) interference, the bunching of two indistinguishable photons on a balanced beam-splitter, has emerged as a promising tool for quantum sensing. There is a need for wide spectral-bandwidth photon pairs (for high-resolution sensing) with high brightness (for fast sensing). Here we show the generation of photon-pairs with flexible spectral-bandwidth even using single-frequency, continuous-wave diode laser enabling high-precision, real-time sensing. Using 1-mm-long periodically-poled KTP crystal, we produced degenerate, photon-pairs with spectral-bandwidth of 163.42$\pm$1.68 nm resulting in a HOM-dip width of 4.01$\pm$0.04 $\mu$m to measure a displacement of 60 nm, and sufficiently high brightness to enable the measurement of vibrations with amplitude of $205\pm0.75$ nm and frequency of 8 Hz. Fisher-information and maximum likelihood estimation enables optical delay measurements as small as 4.97 nm with precision (Cram\'er-Rao bound) and accuracy of 0.89 and 0.54 nm, respectively, therefore showing HOM sensing capability for real-time, precision-augmented, in-field quantum sensing applications.
• Abstract（参考訳）: バランスの取れない2つの光子をバランスの取れたビームスプリッターに束ねるHong-Ou-Mandel(HOM)干渉は、量子センシングのための有望なツールとして登場した。 広スペクトル帯域光子対(高分解能センシング用)と高輝度(高速センシング用)が必要である。 ここでは、単一周波数連続波ダイオードレーザーを用いて、高精度、リアルタイムセンシングが可能なフレキシブルスペクトル帯域を持つ光子対の生成を示す。 1mmの周期的なKTP結晶を用いて、スペクトル帯域幅163.42$\pm$1.68 nmの縮退した光子対を生成し、その結果、HOM-dip幅4.01$\pm$0.04$\mu$mで60nmの変位を測定し、205\pm0.75$ nmの振幅と周波数8Hzの振動を測定するのに十分な高輝度を実現した。 fisher-information と maximum likelihood estimation は、精度 (cram\'er-rao bound) の4.97nmまでの光学遅延測定と 0.89 nm と 0.54 nm の精度をそれぞれ許容する。

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