論文の概要: Quantum Cross Nonlinearity for Photon-Number-Resolving Nondestructive Detection

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.07870v1
• Date: Thu, 15 Aug 2024 00:53:44 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-16 15:19:12.897837
• Title: Quantum Cross Nonlinearity for Photon-Number-Resolving Nondestructive Detection
• Title（参考訳）: 光子ノーベル分解非破壊検出のための量子クロス非線形性
• Authors: Jiang-Shan Tang, Mingyuan Chen, Miao Cai, Lei Tang, Yanqing Lu, Keyu Xia, Franco Nori,
• Abstract要約: 本稿では、V型量子エミッタ(QE)とFabry-Perotの2つのキャビティにおける量子非線形性の非従来的メカニズムについて述べる。 このシステムは単一光子レベルにおいても強い量子非線形制御を示す。 この量子交差非線形性を利用して、光子数分解量子非破壊検出を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.5999216906151013
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present an unconventional mechanism for quantum nonlinearity in a system comprising of a V-type quantum emitter (QE) and two Fabry-Perot cavities. The two transitions of the V-type QE are effectively coupled with two independent cavity modes. The system exhibits a strong quantum nonlinear control in the transmission even at the single-photon level, which we refer to as quantum cross nonlinearity. The underlying physics can be understood as quantum competition between the two transitions of the QE sharing a common ground state. By leveraging this quantum cross nonlinearity, we further show photon-number-resolving quantum nondestructive detection. Owing to the widespread nature of this V-type configuration, our approach can be readily extended to diverse cavity quantum electrodynamic systems beyond the realm of optics, encompassing, e.g., microwave photons and acoustic wave phonons. This versatility may facilitate numerous unique applications for quantum information processing.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,V型量子エミッタ(QE)とFabry-Perotの2つのキャビティからなるシステムにおいて,量子非線形性の非従来的機構を提案する。 V型QEの2つの遷移は、2つの独立したキャビティモードと効果的に結合される。 このシステムは単一光子レベルにおいても強い量子非線形制御を示し、これは量子交叉非線形性(quantum cross linearity)と呼ばれる。 基礎となる物理学は、共通の基底状態を共有するQEの2つの遷移の間の量子的競合として理解することができる。 この量子交差非線形性を活用することで、光子数分解型量子非破壊検出をさらに示す。 このV型構成の広範性により、我々のアプローチは光学領域以外の様々な空洞量子力学系、例えばマイクロ波光子、音響波フォノンまで容易に拡張できる。 この汎用性は、量子情報処理に多くのユニークな応用を促進する可能性がある。

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