論文の概要: Multimode amplitude squeezing through cascaded nonlinear optical processes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.05201v1
- Date: Wed, 8 May 2024 16:39:09 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-09 13:55:22.258562
- Title: Multimode amplitude squeezing through cascaded nonlinear optical processes
- Title（参考訳）: カスケード非線形光学プロセスによるマルチモード振幅スクイーズ
- Authors: Sahil Pontula, Yannick Salamin, Charles Roques-Carmes, Marin Soljacic,
- Abstract要約: マルチモード圧縮光は、分光のための周波数コムの圧縮から光コンピューティングにおける信号多重化に至るまで、いくつかの用途に注目されている。
複数の離散周波数モードでブライトスキューズすることで、量子強化分光法や光量子コンピューティングにおける新しい応用を解き放つことができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8865372809555165
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Multimode squeezed light is enticing for several applications, from squeezed frequency combs for spectroscopy to signal multiplexing in optical computing. To generate squeezing in multiple frequency modes, optical parametric oscillators have been vital in realizing multimode squeezed vacuum states through second-order nonlinear processes. However, most work has focused on generating multimode squeezed vacua and squeezing in mode superpositions (supermodes). Bright squeezing in multiple discrete frequency modes, if realized, could unlock novel applications in quantum-enhanced spectroscopy and optical quantum computing. Here, we show how $Q$ factor engineering of a multimode nonlinear cavity with cascaded three wave mixing processes creates strong, spectrally tunable single mode output amplitude noise squeezing over 10 dB below the shot noise limit. In addition, we demonstrate squeezing for multiple discrete frequency modes above threshold. This bright squeezing arises from enhancement of the (noiseless) nonlinear rate relative to decay rates in the system due to the cascaded generation of photons in a single idler "bath" mode. A natural consequence of the strong nonlinear coupling in our system is the creation of an effective cavity in the synthetic frequency dimension that sustains Bloch oscillations in the modal energy distribution. Bloch mode engineering could provide an opportunity to better control nonlinear energy flow in the synthetic frequency dimension, with exciting applications in quantum random walks and topological photonics. Lastly, we show evidence of long-range correlations in amplitude noise between discrete frequency modes, pointing towards the potential of long-range entanglement in a synthetic frequency dimension.
- Abstract（参考訳）: マルチモード圧縮光は、分光のための周波数コムの圧縮から光コンピューティングにおける信号多重化に至るまで、いくつかの用途に注目されている。
複数の周波数モードでスキューズを生成するために、光パラメトリック発振器は2次非線形過程を通じて多重モード圧縮真空状態を実現するのに不可欠である。
しかしながら、ほとんどの研究は、マルチモード圧縮された真空を生成し、モード重ね合わせ(スーパーモーズ)でスクイーズすることに焦点を当てている。
複数の離散周波数モードでブライトスキューズすることで、量子強化分光法や光量子コンピューティングにおける新しい応用を解き放つことができる。
ここでは、カスケード3波混合プロセスによる多モード非線形キャビティのQ$因子工学が、ショットノイズ限界以下10dB以上の強いスペクトル調整可能な単一モード出力振幅ノイズをいかに生み出すかを示す。
さらに、閾値以上の複数の離散周波数モードのスクイーズを実演する。
この輝きは、単一のアイドラー「バス」モードにおける光子のカスケード生成による系の崩壊率に対する(ノイズのない)非線形速度の増大によって生じる。
我々の系における強い非線形結合の自然な結果は、モーダルエネルギー分布におけるブロッホ振動を持続する合成周波数次元における有効空洞を作ることである。
ブロッホモード工学は、量子ランダムウォークとトポロジカルフォトニクスのエキサイティングな応用により、合成周波数次元における非線形エネルギーフローをよりよく制御する機会を与える。
最後に、離散周波数モード間の振幅雑音における長距離相関の証拠を示し、合成周波数次元における長距離絡みの可能性を示す。
関連論文リスト
- N-Way Frequency Beamsplitter for Quantum Photonics [34.82692226532414]
N光周波数モード間の同時全連結合を実現する手法を提案する。
我々はこのスキームの量子的性質を3方向多重光子干渉を実証することによって実験的に検証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-03T19:36:18Z) - Squeezing for Broadband Multidimensional Variational Measurement [55.2480439325792]
共振器内部の光学的損失は、損失ノイズによるバックアクション排除を制限することを示す。
我々は2光子(非退化)と従来の(退化)スクイージングが光学的損失を考慮して感度を向上する方法を解析した。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-10-06T18:41:29Z) - Multipartite Entanglement in Bright Frequency Combs from Microresonators [0.0]
本稿では、閾値以上のマイクロ共振器により連続波状態に発生する明るい周波数コムにおける多重モード量子相関の理論モデルを提案する。
これらの相関は, 入力ポンプが供給する4波混合プロセスと, 生成した明るいビームのカスケードによってどのように現れるかを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-10-03T07:40:11Z) - Mode-multiplexing deep-strong light-matter coupling [0.0]
複数の非共鳴磁気プラズモンモードの協調双極子モーメントを利用する記録-光-マター相互作用の新たな状態を示す。
極端な相互作用は、複数のボゾンモード間の真空エネルギーの強いサブサイクル交換を駆動する。
これは、他の非相互作用モードを結合することによって、相転移を調整するための道を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-09-13T12:27:35Z) - Quantum noise dynamics in nonlinear pulse propagation [0.0]
超高速システムにおける量子ノイズダイナミクスとマルチモードエンタングルメントを数値的に研究する。
本モデルは平均場と量子相関の両方において非線形ダイナミクスを示すことを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-07-11T17:50:33Z) - Hyper-entanglement between pulse modes and frequency bins [101.18253437732933]
2つ以上のフォトニック自由度(DOF)の間の超絡み合いは、新しい量子プロトコルを強化し有効にすることができる。
パルスモードと周波数ビンとの間に超絡み合った光子対の生成を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-24T15:43:08Z) - Autonomous coherence protection of a two-level system in a fluctuating
environment [68.8204255655161]
我々は、もともと、相互作用しない2レベルシステム(量子ビット)のアンサンブルから静的ドップラー拡大の効果を取り除くことを意図したスキームを再検討する。
このスキームははるかに強力であり、時間と空間に依存するノイズから単一(あるいはアンサンブル)量子ビットのエネルギーレベルを保護できることを示した。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-02-08T01:44:30Z) - Quantum emulation of the transient dynamics in the multistate
Landau-Zener model [50.591267188664666]
本研究では,Landau-Zenerモデルにおける過渡ダイナミクスを,Landau-Zener速度の関数として検討する。
我々の実験は、工学的なボソニックモードスペクトルに結合した量子ビットを用いたより複雑なシミュレーションの道を開いた。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-11-26T15:04:11Z) - Ultra-long photonic quantum walks via spin-orbit metasurfaces [52.77024349608834]
数百光モードの超長光子量子ウォークについて報告する。
このセットアップでは、最先端の実験をはるかに超えて、最大320の離散的なステップで量子ウォークを設計しました。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-28T19:37:08Z) - Tunable Anderson Localization of Dark States [146.2730735143614]
超伝導導波路量子電磁力学系におけるアンダーソンの局在について実験的に検討した。
サブラジアント暗黒モード近傍での伝送係数の指数的抑制を観測する。
この実験は、新しいプラットフォーム上での様々なローカライゼーション現象の研究の扉を開く。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-25T07:52:52Z) - A cavity-enhanced broadband photonic Rabi oscillation [0.0]
非線形光相互作用によって得られる異なるエネルギー光子間のコヒーレントカップリングは、ラビ振動のフォトニック版と見なされる。
ここでは、キャビティ強化非線形光学的相互作用とモノリシック集積に基づく全サイクル発振を実現する広帯域かつ効率的なフォトニックラビ発振を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-08-04T02:16:46Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。