論文の概要: Quantum Optics with Recoiled Free Electrons
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.06560v1
- Date: Fri, 10 May 2024 16:02:40 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-13 15:18:23.379975
- Title: Quantum Optics with Recoiled Free Electrons
- Title（参考訳）: リコイル自由電子を用いた量子光学
- Authors: Maxim Sirotin, Andrei Rasputnyi, Tomáš Chlouba, Roy Shiloh, Peter Hommelhoff,
- Abstract要約: 我々は、光子および電子光子ベル、グリーンベルガー・ホルン・ザイリンガー(GHZ)およびNOON状態、コヒーレント状態、圧縮真空(明るい圧縮真空を含む)およびツインビームを生成する方法を示す。
我々は、光子リコイル効果(recoil-induced shaping)で形成される新しい種類の光子および電子-光子量子状態を予測する。
これらの結果は、量子コンピューティングや光子や自由電子との通信、超高速電子顕微鏡および次世代自由電子源のための新しい道を開くなど、幅広い可能性を持つ。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum states of light play a key role in modern quantum science, but creating hybrid quantum light-matter states remains a challenge. A promising basis for the creation of hybrid states is the interaction of free electrons with photons, which has so far been largely implemented without taking into account electron quantum recoil effects. We provide an analytical quantum electrodynamics-based framework for quantum optics with recoiled electrons and introduce a single recoil parameter $\sigma$. With this framework, we show how to generate photon and electron-photon Bell, Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) and NOON states, coherent states, squeezed vacuum (including bright squeezed vacuum) and twin beams. We analyze the transition between these states and predict a new class of photon and electron-photon quantum states shaped with the photon recoil effect (recoil-induced shaping). These results have wide potential applications including quantum computing and communication with photons and free electrons, and open up a novel avenue for ultrafast electron microscopy and next-generation free-electron sources.
- Abstract（参考訳）: 光の量子状態は現代の量子科学において重要な役割を担っているが、ハイブリッド量子光マター状態を作ることは依然として課題である。
ハイブリッド状態を作るための有望な基礎は自由電子と光子の相互作用である。
我々は、リコイルされた電子を持つ量子光学のための分析量子電磁力学に基づくフレームワークを提供し、単一のリコイルパラメータを$\sigma$で導入する。
この枠組みにより、光子および電子光子ベル、グリーンベルガー・ホルン・ゼリンジャー(GHZ)およびNOON状態、コヒーレント状態、圧縮真空(励起真空を含む)およびツインビームを生成する方法を示す。
我々は、これらの状態間の遷移を分析し、光子リコイル効果(recoil-induced shaping)で形成された新しい種類の光子と電子-光子量子状態を予測する。
これらの結果は、量子コンピューティングや光子や自由電子との通信、超高速電子顕微鏡および次世代自由電子源のための新しい道を開くなど、幅広い可能性を持つ。
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