論文の概要: Optically-Sampled Superconducting-Nanostrip Photon-Number Resolving Detector for Non-Classical Quantum State Generation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.06901v1
- Date: Sat, 11 May 2024 04:15:20 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-14 19:32:15.741226
- Title: Optically-Sampled Superconducting-Nanostrip Photon-Number Resolving Detector for Non-Classical Quantum State Generation
- Title（参考訳）: 非古典的量子状態発生のための光サンプリング型超伝導-ナノストリップ光子分解検出器
- Authors: Mamoru Endo, Kazuma Takahashi, Takefumi Nomura, Tatsuki Sonoyama, Masahiro Yabuno, Shigehito Miki, Hirotaka Terai, Takahiro Kashiwazaki, Asuka Inoue, Takeshi Umeki, Rajveer Nehra, Kan Takase, Warit Asavanant, Akira Furusawa,
- Abstract要約: 光子数分解検出器(PNRD)は究極の光学センサである。
超伝導ナノストリップ光子検出器 (SNSPD) は多重化せずに光子数分解能を有することがわかった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Photon number-resolving detectors (PNRDs) are the ultimate optical sensors. Superconducting-nanostrip photon detectors (SNSPDs), traditionally known as ON-OFF detectors, have recently been found to have photon number resolving capability without multiplexing. This discovery positions them to become true PNRDs. However, their practical use is limited by the need to precisely detect tiny signal differences with low signal-to-noise ratios within sub-nanosecond time frames. We overcome this challenge using optical sampling with a dual-output Mach Zehnder modulator (DO-MZM) and ultra-short pulsed laser. By adjusting the DO-MZM's bias voltage to nearly balance the outputs, this method enables sensitive detection of picosecond-order signal differences, achieving a temporal resolution of 1.9 ps and facilitating real-time photon number resolution. We applied this method to produce various non-classical quantum states, enhancing their non-classicality through photon number resolution. This advancement marks a significant shift from principle verification to practical application for SNSPD-type PNRDs in diverse quantum optics fields.
- Abstract（参考訳）: 光子数分解検出器(PNRD)は究極の光学センサである。
超伝導ナノストリップ光子検出器(SNSPD)は、従来On-OFF検出器として知られていたが、最近、多重化せずに光子番号を解消できることが発見された。
この発見により、それらは真のPNRDとなる。
しかし、その実用性は、ナノ秒以下の時間フレーム内の低信号-雑音比の小さな信号差を正確に検出する必要性によって制限されている。
両出力のマッハツェンダー変調器 (DO-MZM) と超短パルスレーザーを用いた光サンプリングにより, この課題を克服する。
DO-MZMのバイアス電圧をほぼ平衡に調整することにより、ピコ秒オーダーの信号差を感度よく検出し、時間分解能1.9 psを実現し、リアルタイム光子数分解を容易にする。
我々は、この手法を様々な非古典的量子状態の生成に適用し、光子数分解能によってその非古典性を高めた。
この進歩は、様々な量子光学分野におけるSNSPD型PNRDの原理検証から実践的応用への大きな変化である。
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