論文の概要: Mitigating scattering in a quantum system using only an integrating sphere

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.15947v2
• Date: Wed, 10 Jul 2024 23:07:49 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-12 22:37:59.544475
• Title: Mitigating scattering in a quantum system using only an integrating sphere
• Title（参考訳）: 積分球のみを用いた量子系における緩和散乱
• Authors: Zhenfei Jiang, Tian Li, Matthew L. Boone, Zhenhuan Yi, Alexei V. Sokolov, Girish S. Agarwal, Marlan O. Scully,
• Abstract要約: 量子系では、散乱はデコヒーレンスと損失の両方に寄与する。 本稿では,散乱の悪影響を著しく軽減できる実験手法を提案する。 我々の手法は、破壊的ランダムプロセスから量子相関を回復するための先駆的なステップである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.6236036899924455
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Strong quantum-correlated sources are essential but delicate resources for quantum information science and engineering protocols. Decoherence and loss are the two main disruptive processes that lead to the loss of nonclassical behavior in quantum correlations. In quantum systems, scattering can contribute to both decoherence and loss. In this work, we present an experimental scheme capable of significantly mitigating the adverse impact of scattering in quantum systems. Our quantum system is composed of a two-mode squeezed light generated with the four-wave mixing process in hot rubidium vapor, and a scatterer is introduced to one of the two modes. An integrating sphere is then placed after the scatterer to recollect the scattered photons. We use mutual information between the two modes as the measure of quantum correlations, and demonstrate a 47.5% mutual information recovery from scattering, despite an enormous photon loss of greater than 85%. Our scheme is a pioneering step towards recovering quantum correlations from disruptive random processes, thus has the potential to bridge the gap between proof-of-principle demonstrations and practical real-world deployments of quantum protocols.
• Abstract（参考訳）: 強い量子関連ソースは、量子情報科学とエンジニアリングプロトコルにとって必須だが繊細なリソースである。 デコヒーレンスと損失は、量子相関における非古典的挙動の喪失につながる2つの主要な破壊過程である。 量子系では、散乱はデコヒーレンスと損失の両方に寄与する。 本研究では,量子系における散乱の悪影響を著しく軽減できる実験手法を提案する。 我々の量子系は、熱ルビジウム蒸気中の4波混合過程で発生する2モードの励起光から構成されており、この2つのモードのうちの1つに散乱器が導入された。 その後、散乱器の後に集積球が配置され、散乱した光子を再構成する。 量子相関の尺度として2つのモード間の相互情報を使用し、85%以上の光子損失にもかかわらず、散乱による47.5%の相互情報回復を示す。 我々の手法は、破壊的なランダムプロセスから量子相関を回復するための先駆的なステップであり、量子プロトコルの実証と実際の実世界の展開のギャップを埋める可能性を持っている。

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