論文の概要: Optical microcavities as platforms for entangled photon spectroscopy

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.04751v1
• Date: Sat, 9 Sep 2023 10:45:23 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-09-12 16:36:59.233783
• Title: Optical microcavities as platforms for entangled photon spectroscopy
• Title（参考訳）: 絡み合った光子分光のための光マイクロキャビティ
• Authors: Ravyn Malatesta, Lorenzo Uboldi, Evan J. Kumar, Esteban Rojas-Gatjens, Luca Moretti, Andy Cruz, Vinod Menon, Giulio Cerullo, and Ajay Ram Srimath Kandada
• Abstract要約: 単一または少数光子状態において、空の微小キャビティを光学フィルタとして扱うことは、送信された光子の量子状態に対する完全な効果を捉えない。 一定の結合しきい値を超える強く結合した微小キャビティを伝播することで、信号とアイドラー光子の間の絡み合いのエントロピーが向上することがわかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Optical microcavities are often proposed as platforms for spectroscopy in the single- and few-photon regime due to strong light-matter coupling. For classical-light spectroscopies, an empty microcavity simply acts as an optical filter. However, we find that in the single- or few-photon regime treating the empty microcavity as an optical filter does not capture the full effect on the quantum state of the transmitted photons. Focusing on the case of entangled photon-pair spectroscopy, we consider how the propagation of one photon through an optical microcavity changes the joint spectrum of a frequency-entangled photon pair. Using the input-output treatment of a Dicke model, we find that propagation through a strongly coupled microcavity above a certain coupling threshold enhances the entanglement entropy between the signal and idler photons. These results show that optical microcavities are not neutral platforms for quantum-light spectroscopies and their effects must be carefully considered when using change in entanglement entropy as an observable.
• Abstract（参考訳）: 光マイクロキャビティは、強い光とマターのカップリングのため、単光子系と数光子系の分光のプラットフォームとしてしばしば提案される。 古典光分光では、空のマイクロキャビティは単に光学フィルターとして機能する。 しかし、単一または少数光子状態において、空の微小キャビティを光学フィルタとして扱うと、送信された光子の量子状態に対する完全な効果が得られない。 絡み合った光子対分光法に着目し、光マイクロキャビティによる1つの光子の伝播が周波数-絡み合った光子対の接合スペクトルをどのように変化させるかを検討する。 ディッケモデルの入出力処理を用いて、ある結合しきい値を超える強い結合性マイクロキャビティによる伝播は、信号とアイドラー光子の間の絡み合いエントロピーを高めることを見出した。 これらの結果から,光マイクロキャビティは量子光分光の中立プラットフォームではなく,エントロピーの変化を観測可能なものとして用いる場合,その効果を慎重に検討する必要がある。

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