論文の概要: Photon counting statistics in Gaussian bosonic networks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.20477v1
- Date: Tue, 30 Jul 2024 00:33:25 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-31 18:38:42.379014
- Title: Photon counting statistics in Gaussian bosonic networks
- Title（参考訳）: ガウスボソニックネットワークにおける光子計数統計
- Authors: Kalle S. U. Kansanen, Pedro Portugal, Christian Flindt, Peter Samuelsson,
- Abstract要約: マイクロ波キャビティにおける透過光子の統計は、マイクロ波量子光学とその技術応用において基礎的な役割を果たす。
我々は,ビームスプリッタ相互作用と2モードスケザリングを備えた駆動キャビティからなるガウスボソニックネットワークにおける光子計数統計学の一般理論を開発した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The statistics of transmitted photons in microwave cavities play a foundational role in microwave quantum optics and its technological applications. By utilizing quantum mechanical phase-space methods, we here develop a general theory of the photon counting statistics in Gaussian bosonic networks consisting of driven cavities with beamsplitter interactions and two-mode-squeezing. The dynamics of the network can be captured by a Lyapunov equation for the covariance matrix of the cavity fields, which generalizes to a Riccati equation, when counting fields are included. By solving the Riccati equation, we obtain the statistics of emitted and absorbed photons as well as the time-dependent correlations encoded in waiting time distributions and second-order coherence functions. To illustrate our theoretical framework, we first apply it to a simple linear network consisting of two coupled cavities, for which we evaluate the photon cross-correlations and discuss connections between the photon emission statistics and the entanglement between the cavities. We then consider a bosonic circulator consisting of three coupled cavities, for which we investigate how a synthetic flux may affect the direction of the photon flow, similarly to recent experiments. Our general framework paves the way for systematic investigations of the photon counting statistics in Gaussian bosonic networks.
- Abstract（参考訳）: マイクロ波キャビティにおける透過光子の統計は、マイクロ波量子光学とその技術応用において基礎的な役割を果たす。
量子メカニカル位相空間法を用いて,ビームスプリッタ相互作用と2モードスクイーズを含む駆動キャビティからなるガウスボソニックネットワークにおける光子計数統計学の一般理論を開発する。
ネットワークのダイナミクスは、キャビティ場の共分散行列に対するリャプノフ方程式(英語版)(Lyapunov equation)によって捉えられる。
リカティ方程式を解くことにより、励起光子と吸収光子の統計値と、待ち時間分布と二階コヒーレンス関数に符号化される時間依存相関値を得る。
理論的枠組みを説明するために、まず2つの連結キャビティからなる単純な線形ネットワークに適用し、光子相互相関を評価し、光子放射統計とキャビティ間の絡み合いを議論する。
次に, 3つの連結キャビティからなるボソニック循環器について検討し, 合成フラックスが光子流の方向に与える影響を最近の実験と同様に検討した。
我々の一般的な枠組みは、ガウスのボソニックネットワークにおける光子計数統計の体系的な研究の道を開くものである。
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