論文の概要: Kramers-Kronig detection in the quantum regime

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.20827v2
• Date: Wed, 26 Feb 2025 12:56:35 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-27 15:24:46.001851
• Title: Kramers-Kronig detection in the quantum regime
• Title（参考訳）: 量子状態におけるクラマース・クロニッヒ検出
• Authors: Thomas Pousset, Maxime Federico, Romain Alléaume, Nicolas Fabre,
• Abstract要約: 本稿では,クラマース・クロニッヒ検出手法の量子化について検討する。 クラーマース・クロニッヒ検出は、両方の四角形を測定できるコヒーレント検出として機能することを示す。 また, ボゾンコヒーレント状態, モノモード純状態, 混合状態のKramers-Kronig検出による位相情報についても詳細に検討した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We investigate the quantization of Kramers-Kronig detection technique initially developped for classical optical communications. It consists in mixing the unknown field with a strong monochromatic local oscillator on an unbalanced beamsplitter. A single output of the beamsplitter undergoes a direct detection of the optical intensity by means of a single photodiode. When the measured output verifies signal processing constraints, namely, the minimal phase and the single sideband constraints, Kramers-Kronig detection reconstructs the phase of the signal from the intensity measurements via a digitally computed Hilbert transform. The local oscillator being known, Kramers-Kronig detection allows for reconstructing the quadratures of the unknown field. We show that this result holds in the quantum regime up to first order in the local oscillator amplitude and thus that Kramers-Kronig detection acts as a coherent detection able to measure both quadratures, making it a Gaussian measurement similar to double homodyne detection. We also study in details the phase information measured by Kramers-Kronig detection for bosonic coherent states, monomode pure states and mixed states. Finally, we propose and investigate a spectral tomography protocol for single-photon states that is inspired by Kramers-Kronig detection and relies on a spectral engineering of the single-photon.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,クラマース・クロニッヒ検出手法の量子化について検討する。 未知の磁場と強い単色局所発振器を非平衡ビームスプリッターに混合する。 ビームスプリッタの単一出力は、単一のフォトダイオードを用いて光強度を直接検出する。 測定された出力が信号処理の制約、すなわち最小位相と単一サイドバンドの制約を検証した場合、Kramers-Kronig検出は、デジタル計算されたヒルベルト変換を介して強度測定から信号の位相を再構成する。 局所振動子Kramers-Kronig検出は未知の場の二次構造を再構築することができる。 この結果は、局所振動子振幅において量子状態を1次に保ち、クラマース・クロニッヒ検出は、両方の二次度を測定できるコヒーレント検出として機能し、二重ホモダイン検出に類似したガウス測定となることを示す。 また, ボゾンコヒーレント状態, モノモード純状態, 混合状態のKramers-Kronig検出による位相情報についても詳細に検討した。 最後に、Kramers-Kronig検出にインスパイアされた単一光子のスペクトルトモグラフィープロトコルを提案し、検討する。

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