論文の概要: Does entanglement enhance single-molecule pulsed biphoton spectroscopy?

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.02204v1
• Date: Wed, 5 Jul 2023 11:03:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-07-06 14:04:11.872336
• Title: Does entanglement enhance single-molecule pulsed biphoton spectroscopy?
• Title（参考訳）: 絡み合いは単一分子パルス双光子分光を促進するか?
• Authors: Aiman Khan, Francesco Albarelli, and Animesh Datta
• Abstract要約: 分光情報には3つのコントリビューションがあり、そのうち1つは真の2光子コントリビューションである。 物質系が自然に到達不能なモードに放出されると、絡み合いによる利点を排除できない。 そこで我々は、ソースエンジニアリングされたPDCプローブとアンタングル計測を用いた双光子分光法により、有形量子増強が実現可能であることを証明した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.1529342790344802
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: It depends. For a single molecule interacting with one mode of a biphoton probe, we show that the spectroscopic information has three contributions, only one of which is a genuine two-photon contribution. When all the scattered light can be measured, solely this contribution exists and can be fully extracted using unentangled measurements. Furthermore, this two-photon contribution can, in principle, be matched by an optimised but unentangled single-photon probe. When the matter system spontaneously emits into inaccessible modes, an advantage due to entanglement can not be ruled out. In practice, time-frequency entanglement does enhance spectroscopic performance of the oft-studied weakly-pumped spontaneous parametric down conversion (PDC) probes. For two-level systems and coupled dimers, more entangled PDC probes yield more spectroscopic information, even in the presence of emission into inaccessible modes. Moreover, simple, unentangled measurements can capture between 60% - 90% of the spectroscopic information. We thus establish that biphoton spectroscopy using source-engineered PDC probes and unentangled measurements can provide tangible quantum enhancement. Our work underscores the intricate role of entanglement in single-molecule spectroscopy using quantum light.
• Abstract（参考訳）: それは次第です。 双光子プローブの1つのモードと相互作用する単一分子に対して、分光情報には3つの寄与があり、そのうちの1つは真の2光子寄与であることを示す。 散乱光を全て測定できる場合、この寄与のみが存在し、無絡測定で完全に抽出できる。 さらに、この2光子寄与は、原則として、最適化された1光子プローブと一致させることができる。 物質系が自発的にアクセス不能モードに放出されると、絡み合いによる利点を排除できない。 実際には、時間周波数の絡み合いは、弱励起の自然パラメトリックダウン変換(PDC)プローブの分光性能を高める。 2レベルシステムと結合ダイマーでは、より絡み合ったpdcプローブは、アクセス不能モードへの放出が存在する場合でも、より多くの分光情報が得られる。 さらに、単純な無絡測定は分光情報の60%から90%を捉えることができる。 したがって、ソースエンジニアリングpdcプローブとアンエンタングル測定を用いたbiphoton分光法は、有形の量子拡張をもたらすことができる。 量子光を用いた単一分子分光法における絡み合いの複雑な役割を明らかにする。

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