論文の概要: Compact All-Fiber Quantum-Inspired LiDAR with > 100dB Noise Rejection
and Single Photon Sensitivity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.00195v1
- Date: Mon, 31 Jul 2023 23:23:47 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-08-02 15:59:48.510199
- Title: Compact All-Fiber Quantum-Inspired LiDAR with > 100dB Noise Rejection
and Single Photon Sensitivity
- Title（参考訳）: 100dBノイズ除去と単一光子感度を有する小型全ファイバー量子インスパイアLiDAR
- Authors: Han Liu, Changhao Qin, Georgios Papangelakis, Meng Lon Iu, Amr Helmy
- Abstract要約: 量子光の絡み合いと相関は、強い背景雑音の存在下でLiDAR感度を高めることができる。
古典的時間周波数相関のコヒーレントな測定に基づく量子インスパイアされたLiDARプロトタイプを開発し,実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.07319870953345
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Entanglement and correlation of quantum light can enhance LiDAR sensitivity
in the presence of strong background noise. However, the power of such quantum
sources is fundamentally limited to a stream of single photons and cannot
compete with the detection range of high-power classical LiDAR transmitters. To
circumvent this, we develop and demonstrate a quantum-inspired LiDAR prototype
based on coherent measurement of classical time-frequency correlations. This
system uses a high-power classical source and maintains the high noise
rejection advantage of quantum LiDARs. In particular, we show that it can
achieve over 100dB rejection (with 100ms integration time) of
indistinguishable(with statistically identical properties in every degrees of
freedom) in-band noise while still being sensitive to single photon signals. In
addition to the LiDAR demonstration, we also discuss the potential of the
proposed LiDAR receiver for quantum information applications. In particular, we
propose the chaotic quantum frequency conversion technique for coherent
manipulation of high dimensional quantum states of light. It is shown that this
technique can provide improved performance in terms of selectivity and
efficiency as compared to pulse-based quantum frequency conversion.
- Abstract（参考訳）: 量子光の絡み合いと相関は、強い背景雑音の存在下でLiDAR感度を高めることができる。
しかし、そのような量子源のパワーは基本的に単一の光子のストリームに限られており、高出力の古典的なLiDAR送信機の検出範囲と競合することができない。
これを回避するために,古典的時間-周波数相関のコヒーレント測定に基づく量子インスパイアlidarプロトタイプを開発し,実演する。
このシステムは、高出力の古典音源を使用し、量子LiDARの高雑音拒絶特性を維持する。
特に、単一光子信号に敏感でありながら、100dB以上(100msの積分時間を持つ)の帯域内雑音の識別不能(統計的に同一な特性を持つ)を実現することができることを示す。
また、LiDARデモに加えて、量子情報応用のためのLiDAR受信機の可能性についても論じる。
特に,光の高次元量子状態のコヒーレントな操作のためのカオス量子周波数変換手法を提案する。
この手法はパルスベースの量子周波数変換と比較して選択性や効率の点で性能を向上できることが示されている。
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