論文の概要: Subcycle tomography of quantum light
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.12812v1
- Date: Mon, 24 Jul 2023 14:00:23 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-07-25 14:14:30.449574
- Title: Subcycle tomography of quantum light
- Title（参考訳）: 量子光のサブサイクルトモグラフィ
- Authors: Geehyun Yang, Matthias Kizmann, Alfred Leitenstorfer, Andrey S.
Moskalenko
- Abstract要約: 局所的な量子測定によって、サブサイクルスケールで研究中の量子場を再構成し、視覚化することができることを示す。
特に、超広帯域励起状態の生成とトモグラフィー、およびそれらに由来する光子置換状態について述べる。
我々の結果は、時間領域量子光学と呼ばれる量子物理学の新しい章の土台となった。
- 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: Quantum light is considered to be one of the key resources of the coming
second quantum revolution expected to give rise to groundbreaking technologies
and applications. If the spatio-temporal and polarization structure of modes is
known, the properties of quantum light are well understood. This information
provides the basis for contemporary quantum optics and its applications in
quantum communication and metrology. However, thinking about quantum light at
the most fundamental timescale, namely the oscillation cycle of a mode or the
inverse frequency of an involved photon, we realize that the corresponding
picture has been missing until now. For instance, how to comprehend and
characterize a single photon at this timescale? To fill this gap, we
demonstrate theoretically how local quantum measurements allow to reconstruct
and visualize a quantum field under study at subcycle scales, even when its
temporal mode structure is a priori unknown. In particular, generation and
tomography of ultrabroadband squeezed states as well as photon-subtracted
states derived from them are described, incorporating also single-photon
states. Our results set a cornerstone in the emerging chapter of quantum
physics termed time-domain quantum optics. We expect this development to elicit
new spectroscopic concepts for approaching e.g. fundamental correlations and
entanglement in the dynamics of quantum matter, overcoming the temporal
limitation set by the oscillation cycles of both light and elementary
excitations.
- Abstract（参考訳）: 量子光は、画期的な技術や応用をもたらすであろう第2次量子革命の重要な資源の1つであると考えられている。
モードの時空間構造と分極構造が知られている場合、量子光の性質はよく理解されている。
この情報は、現代の量子光学とその量子通信およびメトロロジーへの応用の基礎を提供する。
しかし、量子光を最も基本的な時間スケール、すなわちモードの振動周期や関連する光子の逆周波数で考えると、これまで対応する画像が失われていたことが分かる。
例えば、この時間スケールで1つの光子をどう理解し、特徴づけるか?
このギャップを埋めるために、我々は、局所的な量子測定がサブサイクルスケールで研究中の量子場を再構成し視覚化するのにどのように役立つかを理論的に示す。
特に、超広帯域圧縮状態とそれに由来する光子減算状態の生成とトモグラフィーについて述べ、単一光子状態も含む。
我々の結果は、時間領域量子光学と呼ばれる量子物理学の新しい章の土台となった。
この展開は、例えば、光と初等励起の振動サイクルによって設定される時間的制限を克服し、量子物質の力学における基本相関や絡み合いに近づくための新しい分光学的概念を導出することを期待する。
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