論文の概要: Quantum sensitivity analysis: a general framework for controlling quantum fluctuations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.05535v3
- Date: Thu, 21 Mar 2024 10:08:18 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-22 19:47:00.256978
- Title: Quantum sensitivity analysis: a general framework for controlling quantum fluctuations
- Title（参考訳）: 量子感度解析 : 量子ゆらぎ制御のための一般的な枠組み
- Authors: Shiekh Zia Uddin, Nicholas Rivera, Devin Seyler, Yannick Salamin, Jamison Sloan, Charles Roques-Carmes, Shutao Xu, Michelle Sander, Marin Soljacic,
- Abstract要約: 我々は、任意の非線形系における量子効果を古典的記述の観点から純粋に予測できる一般的な新しい理論を導入する。
我々は,光ファイバー内で伝播する強フェムト秒パルスの量子揺らぎを探索する実験において,我々の理論の予測を実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.4130869932877583
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Nonlinear systems are important in many areas of modern science and technology. For example, nonlinearity plays an essential role in generating quantum mechanical states of both light and matter. As a result, there has been great interest in understanding the fundamental quantum nature of a variety of nonlinear effects. At the same time, there is currently a large gap between the classical and quantum understanding of nonlinear systems, with the classical understanding being far more developed. To close this gap, we introduce a general new theory which allows us to predict quantum effects in any nonlinear system purely in terms of its classical description. We demonstrate the predictions of our theory in experiments probing quantum fluctuations of intense femtosecond pulses propagating in an optical fiber undergoing soliton-fission supercontinuum generation, a process where broadband radiation is produced by a narrow-band input. Famously, this process is known to be highly noise-sensitive, leading to noisy outputs even from inputs with only quantum fluctuations. In contrast, our experiments uncovered a variety of previously hidden low-noise and noise-robust states arising from quantum correlations and entanglement, in agreement with the predictions of our theory. We also show how the theory points to new design concepts for controlling quantum noise in optics and beyond. We expect that our results will provide a template for discovering quantum effects in a wide variety of complex nonlinear systems.
- Abstract（参考訳）: 非線形システムは現代科学技術の多くの分野において重要である。
例えば、非線形性は光と物質の両方の量子力学的状態を生成する上で重要な役割を果たす。
その結果、様々な非線形効果の基本的な量子的性質を理解することに大きな関心が寄せられた。
同時に、非線形系の古典的理解と量子的理解の間には大きなギャップがあり、古典的理解ははるかに発展している。
このギャップを埋めるために、古典的な記述の観点から、あらゆる非線形系における量子効果を純粋に予測できる一般的な新しい理論を導入する。
我々は、ソリトン・フィッション・スーパーコンティニュウム発生中の光ファイバ中に伝播する強フェムト秒パルスの量子揺らぎを観測する実験において、我々の理論の予測を実証する。
有名なことに、このプロセスは非常にノイズに敏感であることが知られており、量子ゆらぎしか持たない入力からでもノイズの出力が生じる。
対照的に、我々の実験は、我々の理論の予測と一致して、量子相関や絡み合いから生じる様々な隠れた低ノイズ状態とノイズ・ロバスト状態を発見した。
また、この理論が光の量子ノイズを制御するための新しい設計概念をどう示すかを示す。
我々は, 様々な複雑な非線形システムにおいて, 量子効果を発見するためのテンプレートを提供することを期待している。
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