論文の概要: Spectrum-to-position mapping via programmable spatial dispersion implemented in an optical quantum memory

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.01793v2
• Date: Mon, 5 Feb 2024 18:34:12 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-07 05:55:33.605824
• Title: Spectrum-to-position mapping via programmable spatial dispersion implemented in an optical quantum memory
• Title（参考訳）: 光量子メモリに実装したプログラマブル空間分散によるスペクトル-位置マッピング
• Authors: Marcin Jastrz\k{e}bski, Stanis{\l}aw Kurzyna, Bartosz Niewelt, Mateusz Mazelanik, Wojciech Wasilewski, Micha{\l} Parniak
• Abstract要約: 勾配エコー量子メモリにおける空間スピン波変調法を用いたスペクトル対位置変換のプロトコルを提案する。 結果は超精密分光の可能性を秘めており、量子および古典的な通信、センシング、計算において多くのプロトコルを強化する機会を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Spectro-temporal processing is essential in reaching ultimate per-photon information capacity in optical communication and metrology. In contrast to the spatial domain, complex multimode processing in the time-frequency domain is however challenging. Here we propose a protocol for spectrum-to-position conversion using spatial spin wave modulation technique in gradient echo quantum memory. This way we link the two domains and allow the processing to be performed purely on the spatial modes using conventional optics. We present the characterization of our interface as well as the frequency estimation uncertainty discussion including the comparison with Cram\'er-Rao bound. The experimental results are backed up by numerical numerical simulations. The measurements were performed on a single-photon level demonstrating low added noise and proving applicability in a photon-starved regime. Our results hold prospects for ultra-precise spectroscopy and present an opportunity to enhance many protocols in quantum and classical communication, sensing, and computing.
• Abstract（参考訳）: 分光時間処理は、光通信やメトロジーにおいて、極端に光子当たりの情報容量に達するのに不可欠である。 空間領域とは対照的に、時間周波数領域における複雑なマルチモード処理は困難である。 本稿では、勾配エコー量子メモリにおける空間スピン波変調技術を用いたスペクトル対位置変換のプロトコルを提案する。 このようにして、2つの領域をリンクし、従来の光学を用いた空間モードで純粋に処理を行えるようにする。 本稿では,lao境界との比較を含む周波数推定の不確かさの議論と同様に,インタフェースの特性について述べる。 実験結果は数値シミュレーションによって裏付けられている。 この測定は, 単一光子レベルにおいて, 低付加雑音と光子飢餓状態における適用性を示した。 本研究は超精密分光の展望を示し、量子・古典的通信、センシング、コンピューティングにおいて多くのプロトコルを強化する機会を提供する。

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