論文の概要: Engineering cubic quantum nondemolition Hamiltonian with mesoscopic optical parametric interactions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.03260v1
• Date: Fri, 5 May 2023 03:23:36 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-08 15:27:37.450855
• Title: Engineering cubic quantum nondemolition Hamiltonian with mesoscopic optical parametric interactions
• Title（参考訳）: メソスコピック光パラメトリック相互作用を用いた立方体量子非退化ハミルトニアン
• Authors: Ryotatsu Yanagimoto, Rajveer Nehra, Edwin Ng, Alireza Marandi, Hideo Mabuchi
• Abstract要約: 我々は,立方体QNDハミルトニアンの下で,$chi(2)$非線形媒質で伝播する強圧縮基本場と第2高調波場が発展することを示す。 我々の方式は、補助的な高利得位相感度光増幅器による全体的な検出非効率に対して高い耐性を有する。
• 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 propose a scheme to realize cubic quantum nondemolition (QND) Hamiltonian with optical parametric interactions. We show that strongly squeezed fundamental and second harmonic fields propagating in a $\chi^{(2)}$ nonlinear medium effectively evolve under a cubic QND Hamiltonian. We highlight the versatility offered by such Hamiltonian for engineering non-Gaussian quantum states, such as Schr\"odinger cat states and cubic phase states. We show that our scheme can be highly tolerant against overall detection inefficiency with an auxiliary high-gain phase-sensitive optical amplifier. Our proposal involves parametric interactions in a mesoscopic photon-number regime, significantly enhancing the effective nonlinear coupling from the nat\"ive single-photon coupling rate while providing powerful means to fight photon propagation loss. Experimental numbers suggest that our scheme might be feasible in the near future, particularly with pulsed nonlinear nanophotonics.
• Abstract（参考訳）: 光学パラメトリック相互作用を用いた立方量子非復調(QND)ハミルトニアンを実現する手法を提案する。 我々は, 立方体QNDハミルトニアンの下で, 非線形媒質で伝播する強圧縮基本場と第二高調波場が効果的に進化することを示す。 このようなハミルトニアンの非ガウジアン量子状態、例えばschr\"odinger cat状態や立方相状態に対する汎用性に注目した。 補助高利得位相感光増幅器を用いて, 全検出非効率に対して高い耐性を持つことを示す。 提案手法は, メソスコピック光子数系におけるパラメトリック相互作用を包含し, 単一光子カップリング速度から有効非線形カップリングを著しく向上するとともに, 光子伝播損失に対抗する強力な手段を提供する。 実験結果から、近い将来、特にパルス非線形ナノフォトニクスでこの手法が実現可能である可能性が示唆された。

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