論文の概要: Photonic quantum information processing using the frequency continuous-variable of single photons
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.06962v2
- Date: Wed, 26 Jun 2024 11:58:55 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-27 19:04:48.432551
- Title: Photonic quantum information processing using the frequency continuous-variable of single photons
- Title（参考訳）: 単一光子の周波数連続変数を用いたフォトニック量子情報処理
- Authors: Nicolas Fabre, Ulysse Chabaud,
- Abstract要約: 2光子干渉計のリッチさは時間周波数干渉計の領域にまで及ぶことを示す。
位相推定のためのハイゼンベルクスケーリングを実現するために,周波数工学的な2光子状態を用いた干渉計戦略を導入する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The celebrated Hong--Ou--Mandel effect illustrates the richness of two-photon interferometry. In this work, we show that this richness extends to the realm of time-frequency interferometry. Taking advantage of the mathematical analogy which can be drawn between the frequency and quadrature degrees of freedom of light when there is a single photon in each auxiliary mode, we consider the equivalent of the Hong--Ou--Mandel effect in the frequency domain. In this setting, the $n$-Fock state becomes equivalent to a single-photon state with a spectral wave function given by the $n^{th}$ Hermite--Gauss function and destructive interference corresponds to vanishing probability of detecting single photons with an order one Hermite--Gauss spectral profile. This intriguing analogy leads us to introduce an interferometric strategy using a frequency engineered two-photon state allowing to reach Heisenberg scaling for phase estimation, and to generalise the Gaussian Boson Sampling model to time-frequency degrees of freedom of single photons.
- Abstract（参考訳）: 有名なHong-Ou--Mandel効果は、2光子干渉計の豊かさを示している。
本研究では,このリッチさが時間周波数干渉計の領域にまで及んでいることを示す。
各補助モードに1つの光子が存在するとき、周波数と4次自由度の間に引き出すことができる数学的類似性を利用して、周波数領域におけるHong-Ou--Mandel効果の等価性を考える。
この設定では、$n$-Fock状態は、$n^{th}$ Hermite-Gauss関数によって与えられるスペクトル波関数を持つ単一光子状態と等価となり、破壊的干渉は、1つのHermite-Gaussスペクトルプロファイルで単一光子を検出する確率に一致する。
この興味深いアナロジーは、位相推定のためにハイゼンベルクスケールに到達するために周波数工学された2光子状態を用いて干渉計戦略を導入し、ガウスボソンサンプリングモデルを単一光子の時間周波数自由度に一般化する。
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