論文の概要: Single-photon description of the lossless optical Y coupler

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.15304v1
• Date: Tue, 27 Aug 2024 15:55:43 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-08-29 18:12:06.866493
• Title: Single-photon description of the lossless optical Y coupler
• Title（参考訳）: ロスレス光Yカプラの単一光子記述
• Authors: Christopher R. Schwarze, Anthony D. Manni, David S. Simon, Alexander V. Sergienko,
• Abstract要約: 3ポート光YカップラーやYブランチのユニタリ散乱行列を導出する。 従来の受動線形光片方向スプリッタとは異なり、Yカップラーの出力ポートに光を結合すると強いコヒーレントなバックリフレクションが生じる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 41.94295877935867
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Using symmetry considerations, we derive a unitary scattering matrix for a three-port optical Y-coupler or Y-branch. The result is shown to be unique up to external phase shifts. Unlike traditional passive linear-optical one-way splitters, coupling light into the conventional output ports of the Y-coupler results in strong coherent back-reflections, making the device a hybrid between feed-forward devices like the beam splitter, which do not reverse the direction of light, and a recently considered class of directionally unbiased multiport scatterers (with dimension greater than two) which do. While the device could immediately find use as a novel scattering vertex for the implementation of quantum walks, we also design a few simple but nonetheless useful optical systems that can be constructed by taking advantage of the symmetry of the scattering process. This includes an interference-free, resource-efficient implementation of the Grover four-port and a higher-dimensional Fabry-Perot interferometer with tunable finesse. Symmetry-breaking generalizations are also considered.
• Abstract（参考訳）: 対称性を考慮した3ポート光YカップラーやYブランチの1次散乱行列を導出する。 結果は外部の位相シフトまでユニークであることが示されている。 従来の受動線形光片方向スプリッターとは異なり、Yカップラーの出力ポートに結合した光は強いコヒーレントなバックリフレクションをもたらすため、光の方向を逆転しないビームスプリッターのようなフィードフォワード装置と、最近検討された方向が不偏なマルチポート散乱器(次元が2より大きい)とのハイブリッドとなる。 このデバイスは、量子ウォークの実装のための新しい散乱頂点としてすぐに使われる可能性があるが、散乱過程の対称性を利用して構築できるいくつかの単純だが有用な光学系も設計する。 これには、Grover 4ポートの干渉のない、リソース効率のよい実装と、調整可能な微細さを備えた高次元のFabry-Perot干渉計が含まれる。 対称性を破る一般化も検討されている。

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