論文の概要: Few-Body Quantum Chaos, Localization, and Multi-Photon Entanglement in Optical Synthetic Frequency Dimension
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.07346v1
- Date: Tue, 11 Jun 2024 15:14:21 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-12 15:24:54.393357
- Title: Few-Body Quantum Chaos, Localization, and Multi-Photon Entanglement in Optical Synthetic Frequency Dimension
- Title（参考訳）: 光合成周波数次元におけるFw-Body量子カオス、局在、マルチ光子エンタングルメント
- Authors: Junlin Wang, Luojia Wang, Jinlou Ma, Ang Yang, Luqi Yuan, Lei Ying,
- Abstract要約: 光学系における合成周波数次元の概念を用いて、制御可能な周波数束縛光子を生成する新しい手法を提案する。
この研究は、合成次元において単一粒子を超えるリッチで制御可能な量子相を初めて探求した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.86091921421344
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Generation and control of entanglement are fundamental tasks in quantum information processing. In this paper, we propose a novel approach to generate controllable frequency-entangled photons by using the concept of synthetic frequency dimension in an optical system. Such a system consists of a ring resonator made by a tailored third-order nonlinear media to induce photon-photon interactions and a periodic modulator to manipulate coupling between different frequency modes. We show this system provides a unique platform for the exploration of distinct few- or many-body quantum phases including chaos, localization, and integrability in a highly integrable photonics platform. In particular, we develop the potential experimental method to calculate the spectral form factor, which characterizes the degree of chaos in the system and differentiates between these phases based on observable measurements. Interestingly, the transition signatures of each phase can lead to an efficient generation of frequency-entangled multi photons. This work is the first to explore rich and controllable quantum phases beyond single particle in a synthetic dimension.
- Abstract（参考訳）: 絡み合いの生成と制御は、量子情報処理における基本的なタスクである。
本稿では,光学系における合成周波数次元の概念を用いて,制御可能な周波数束縛光子を生成する新しい手法を提案する。
このようなシステムは、光子-光子相互作用を誘導する調整された3階非線形媒体によるリング共振器と、異なる周波数モード間の結合を操作する周期変調器から構成される。
このシステムは、高度に積分可能なフォトニクスプラットフォームにおいて、カオス、ローカライゼーション、可積分性を含む、異なる少数または多体量子位相を探索するためのユニークなプラットフォームを提供する。
特に,システム内のカオスの度合いを特徴付け,観測可能な測定値に基づいてこれらの位相を区別するスペクトル形成係数を計算するための潜在的実験手法を開発した。
興味深いことに、各位相の遷移シグネチャは、周波数に絡み合った多重光子の効率的な生成につながる。
この研究は、合成次元において単一粒子を超えるリッチで制御可能な量子相を初めて探求した。
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