論文の概要: Low-noise Balanced Homodyne Detection with Superconducting Nanowire Single-Photon Detectors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.16672v2
• Date: Fri, 1 Dec 2023 12:41:45 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-04 18:21:29.780262
• Title: Low-noise Balanced Homodyne Detection with Superconducting Nanowire Single-Photon Detectors
• Title（参考訳）: 超伝導ナノワイヤ単光子検出器を用いた低ノイズバランスホモジン検出
• Authors: Maximilian Protte, Timon Schapeler, Jan Sperling and Tim J. Bartley
• Abstract要約: 超伝導ナノワイヤ単光子検出器(SNSPD)は、光の量子状態の離散的性質の研究に広く用いられている。 SNSPDは、400mathrmkHz$の帯域でホモダイン検出を行うことにより、光量子状態の連続変数の研究にも利用できることを示す。
• 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: Superconducting nanowire single-photon detectors (SNSPDs) have been widely used to study the discrete nature of quantum states of light in the form of photon-counting experiments. We show that SNSPDs can also be used to study continuous variables of optical quantum states by performing homodyne detection at a bandwidth of $400~\mathrm{kHz}$. By measuring the interference of a continuous-wave field of a local oscillator with the field of the vacuum state using two SNSPDs, we show that the variance of the difference in count rates is linearly proportional to the photon flux of the local oscillator over almost five orders of magnitude. The resulting shot-noise clearance of $(46.0\pm1.1)~\mathrm{dB}$ is the highest reported clearance for a balanced optical homodyne detector, demonstrating their potential for measuring highly squeezed states in the continuous-wave regime. In addition, we measured a $\mathrm{CMRR}=22.4~\mathrm{dB}$. From the joint click counting statistics, we also measure the phase-dependent quadrature of a weak coherent state to demonstrate our device's functionality as a homodyne detector.
• Abstract（参考訳）: 超伝導ナノワイヤ単光子検出器(snspds)は光子計数実験の形で光の量子状態の離散的性質を研究するために広く用いられている。 SNSPDは、400〜\mathrm{kHz}$の帯域でホモダイン検出を行うことにより、光量子状態の連続変数の研究にも利用できることを示す。 2つのsnspdを用いて、局所発振器の連続波場と真空状態の場との干渉を計測することにより、カウントレートの差のばらつきが、ほぼ5桁にわたって局所発振器の光子束に線形に比例することを示す。 結果として生じるショットノイズクリアランス$(46.0\pm1.1)~\mathrm{dB}$はバランスの取れた光ホモダイン検出器の最も高いクリアランスであり、連続波状態における高度に絞られた状態を測定する可能性を示している。 さらに,$\mathrm{CMRR}=22.4~\mathrm{dB}$を測定した。 また,ジョイントクリックカウント統計から,弱コヒーレント状態の位相依存二次数を測定し,ホモダイン検出器としてのデバイスの機能を示す。

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