論文の概要: Probing Electromagnetic Nonreciprocity with Quantum Geometry of Photonic
States
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.16174v1
- Date: Tue, 24 Oct 2023 20:37:09 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-26 18:08:18.719703
- Title: Probing Electromagnetic Nonreciprocity with Quantum Geometry of Photonic
States
- Title（参考訳）: フォトニック状態の量子幾何学による電磁不整合の探索
- Authors: Ioannis Petrides, Jonathan B. Curtis, Marie Wesson, Amir Yacoby,
Prineha Narang
- Abstract要約: 本研究では,その中心に興味のある物質を配置するクロスキャビティデバイスを用いた非接触検出を提案する。
本稿では, キャビティの電磁モード間の結合と共振周波数のシフトに, Kerr や Faraday などの材料の光学特性が現れることを示す。
本手法は,光キャビティにおけるフォック状態,マイクロ波およびTHz共振器におけるコヒーレント状態など,幅広い実験プラットフォームに適用可能であることが期待される。
- 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: Reciprocal and nonreciprocal effects in dielectric and magnetic materials
provide crucial information about the microscopic properties of electrons.
However, experimentally distinguishing the two has proven to be challenging,
especially when the associated effects are extremely small. To this end, we
propose a contact-less detection using a cross-cavity device where a material
of interest is placed at its centre. We show that the optical properties of the
material, such as Kerr and Faraday rotation, or, birefringence, manifest in the
coupling between the cavities' electromagnetic modes and in the shift of their
resonant frequencies. By calculating the dynamics of a geometrical photonic
state, we formulate a measurement protocol based on the quantum metric and
quantum process tomography that isolates the individual components of the
material's complex refractive index and minimizes the quantum mechanical
Cram\'er-Rao bound on the variance of the associated parameter estimation. Our
approach is expected to be applicable across a broad spectrum of experimental
platforms including Fock states in optical cavities, or, coherent states in
microwave and THz resonators.
- Abstract（参考訳）: 誘電体および磁性材料における相互および非相互効果は、電子の微視的性質に関する重要な情報を提供する。
しかし、この2つを実験的に区別することは、特に関連する効果が極めて小さい場合に困難であることが証明されている。
そこで本研究では,関心のある材料を中心に配置したクロスキャビティデバイスを用いた非接触検出を提案する。
本稿では, キャビティの電磁モード間の結合と共振周波数のシフトに, Kerr や Faraday などの材料の光学特性, 複屈折が現れることを示す。
幾何学的フォトニック状態のダイナミクスを計算することにより、量子メトリックおよび量子プロセストモグラフィーに基づいて、物質の複素屈折率の個々の成分を分離し、関連するパラメータ推定の分散に束縛された量子力学的クレーア・ラオを最小化する計測プロトコルを定式化する。
本手法は,光キャビティにおけるフォック状態,マイクロ波およびTHz共振器におけるコヒーレント状態など,幅広い実験プラットフォームに適用可能であることが期待される。
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