論文の概要: Highly multimode visible squeezed light with programmable spectral
correlations through broadband up-conversion
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.06119v1
- Date: Thu, 11 Jan 2024 18:55:10 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-12 13:10:50.719760
- Title: Highly multimode visible squeezed light with programmable spectral
correlations through broadband up-conversion
- Title（参考訳）: ブロードバンドアップコンバージョンによるプログラム可能なスペクトル相関を持つ高多重モード可視光
- Authors: Federico Presutti, Logan G. Wright, Shi-Yuan Ma, Tianyu Wang, Benjamin
K. Malia, Tatsuhiro Onodera, Peter L. McMahon
- Abstract要約: 従来の単一空間モード光パラメトリック増幅器で同時に圧縮された周波数モードの使い方を示す。
約700個の可視光子を1ショットあたり約700個の可視光子で、400個の周波数モードのスクイーズを実証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.122192825337479
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Multimode squeezed states of light have been proposed as a resource for
achieving quantum advantage in computing and sensing. Recent experiments that
demonstrate multimode Gaussian states to this end have most commonly opted for
spatial or temporal modes, whereas a complete system based on frequency modes
has yet to be realized. Instead, we show how to use the frequency modes
simultaneously squeezed in a conventional, single-spatial-mode, optical
parametric amplifier when pumped by ultrashort pulses. Specifically, we show
how adiabatic frequency conversion can be used not only to convert the quantum
state from infrared to visible wavelengths, but to concurrently manipulate the
joint spectrum. This near unity-efficiency quantum frequency conversion, over a
bandwidth >45 THz and, to our knowledge, the broadest to date, allows us to
measure the state with an electron-multiplying CCD (EMCCD) camera-based
spectrometer, at non-cryogenic temperatures. We demonstrate the squeezing of
>400 frequency modes, with a mean of approximately 700 visible photons per
shot. Our work shows how many-mode quantum states of light can be generated,
manipulated, and measured with efficient use of hardware resources -- in our
case, using one pulsed laser, two nonlinear crystals, and one camera. This
ability to produce, with modest hardware resources, large multimode squeezed
states with partial programmability motivates the use of frequency encoding for
photonics-based quantum information processing.
- Abstract（参考訳）: 光の多モード圧縮状態は、計算とセンシングにおいて量子的優位性を達成するための資源として提案されている。
この目的のマルチモードガウス状態を示す最近の実験では、一般に空間モードや時間モードが選択されているが、周波数モードに基づく完全なシステムはまだ実現されていない。
代わりに、超短パルス励起時の周波数モードを従来の単一空間モード光パラメトリック増幅器で同時に使用する方法を示す。
特に、断熱周波数変換は、赤外線から可視波長への量子状態変換だけでなく、結合スペクトルを同時操作するためにどのように用いられるかを示す。
この量子周波数変換は、帯域幅 >45 THz 以上であり、我々の知る限り、電子多重化CCD(EMCCD)カメラベースの分光計で非低温温度で状態を測定することができる。
約700個の可視光子を持つ400以上の周波数モードのスクイーズを実演する。
我々の研究は、1つのパルスレーザー、2つの非線形結晶、1つのカメラを用いて、いかに多モードの光の量子状態を生成し、操作し、効率的にハードウェアリソースを使用して測定できるかを示しています。
控えめなハードウェアリソースで、部分的にプログラム可能な大きなマルチモード圧縮状態を生成する能力は、フォトニクスベースの量子情報処理に周波数符号化を使用する動機となっている。
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