論文の概要: Evidence of the quantum-optical nature of high-harmonic generation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.15022v2
- Date: Thu, 6 Jun 2024 14:27:30 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-07 20:13:39.071895
- Title: Evidence of the quantum-optical nature of high-harmonic generation
- Title（参考訳）: 高調波発生の量子光学的性質の証拠
- Authors: David Theidel, Viviane Cotte, René Sondenheimer, Viktoriia Shiriaeva, Marie Froidevaux, Vladislav Severin, Philip Mosel, Adam Merdji-Larue, Sven Fröhlich, Kim-Alessandro Weber, Uwe Morgner, Milutin Kovacev, Jens Biegert, Hamed Merdji,
- Abstract要約: 我々は,高調波発生は,非古典的な光の発生を,システムのデコヒーレンスに先立って行うことができることを示す。
これはスケーラビリティやデコヒーレンス、巨大な絡み合った状態の生成といった量子技術の課題に対処する可能性がある。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: High-harmonic generation is a light up-conversion process occurring in a strong laser field, leading to coherent bursts of extreme ultrashort broadband radiation [1]. As a new perspective, we propose that ultrafast strong-field electronic or photonic processes such as high-harmonic generation can potentially generate non-classical states of light well before the decoherence of the system occurs [2, 3]. This could address fundamental challenges in quantum technology such as scalability, decoherence or the generation of massively entangled states [4]. Here, we report experimental evidence of the non-classical nature of the harmonic emission in several semiconductors excited by a femtosecond infrared laser. By investigating single- and double beam intensity cross-correlation [5], we measure characteristic, non-classical features in the single photon statistics. We observe two-mode squeezing in the generated harmonic radiation, which depends on the laser intensity that governs the transition from Super-Poissonian to Poissonian photon statistics. The measured violation of the Cauchy-Schwarz inequality realizes a direct test of multipartite entanglement in high-harmonic generation [6]. This result is supported by the theory of multimodal detection and the Hamiltonian from which the effective squeezing modes of the harmonics can be derived [7, 8]. With this work, we show experimentally that high-harmonic generation is a new quantum bosonic platform that intrinsically produces non-classical states of light with unique features such as multipartite broadband entanglement or multimode squeezing. The source operates at room temperature using standard semiconductors and a standard commercial fiber laser, opening new routes for the quantum industry, such as optical quantum computing, communication and imaging.
- Abstract（参考訳）: 高調波発生(英: high-harmonic generation)は、強いレーザー場において発生する光のアップコンバージョン過程であり、極端に短波長のブロードバンド放射のコヒーレントバーストとなる[1]。
新しい視点として、高調波発生のような超高速の強磁場電子・フォトニックプロセスは、システムの非コヒーレンスが起こるよりもずっと前に、光の非古典的状態を生成する可能性があることを提案する。
これはスケーラビリティ、デコヒーレンス、および巨大な絡み合った状態の生成のような量子技術における根本的な課題に対処する可能性がある [4]。
ここでは、フェムト秒赤外レーザーによって励起される複数の半導体における非古典的な高調波放出の証拠を報告する。
シングルビーム強度とダブルビーム強度の相互相関 [5] を調べることにより、単一光子統計における特徴的、非古典的特徴を測定する。
我々は、超ポアソニアンからポアソニアン光子統計への遷移を管理するレーザー強度に依存する、発生した高調波放射における2モードのスクイージングを観察する。
コーシー=シュワルツの不等式の測定は、高調波発生における多粒子絡みの直接試験を実現する[6]。
この結果は、マルチモーダル検出の理論と、ハーモニクスの効果的なスクイーズモードを導出できるハミルトニアンによって支えられている [7, 8]。
この研究により、高調波発生は本質的には光の古典的状態を生成する新しい量子ボソニックプラットフォームであり、マルチパーティライトブロードバンドの絡み合いやマルチモードスクイーズのようなユニークな特徴を持つことを示す。
ソースは標準の半導体と標準の商用ファイバーレーザーを使用して室温で動作し、光量子コンピューティング、通信、イメージングなどの量子産業のための新しいルートを開く。
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