論文の概要: Bypassing the filtering challenges in microwave-optical quantum transduction through optomechanical four-wave mixing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.18781v1
- Date: Fri, 27 Sep 2024 14:29:12 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-10-01 11:53:50.454449
- Title: Bypassing the filtering challenges in microwave-optical quantum transduction through optomechanical four-wave mixing
- Title（参考訳）: マイクロ波-光量子トランスダクションにおけるオプティメカル4波混合によるフィルタリング課題の回避
- Authors: James Schneeloch, Erin Sheridan, A. Matthew Smith, Christopher C. Tison, Daniel L. Campbell, Matthew D. LaHaye, Michael L. Fanto, Paul M. Alsing,
- Abstract要約: マイクロ波光伝送は量子ネットワークにおいて重要な技術である。
4波混合プロセスを用いて, 等価効率で同じトランスダクション目標を達成する方法を示す。
光弾性と電気ひずみの高次類似性を考慮することにより、このプロセスを開発する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Microwave-optical quantum transduction is a key enabling technology in quantum networking, but has been plagued by a formidable technical challenge. As most microwave-optical-transduction techniques rely on three-wave mixing processes, the processes consume photons from a driving telecom-band (pump) laser to convert input microwave photons into telecom-band photons detuned from the laser by this microwave frequency. However, cleanly separating out single photons detuned only a few GHz away from a classically bright laser in the same spatial mode requires frequency filters of unprecedented extinction over a very narrow transition band, straining the capabilities of today's technology. Instead of confronting this challenge directly, we show how one may achieve the same transduction objective with comparable efficiency using a four-wave mixing process in which $pairs$ of pump photons are consumed to produce transduced optical photons widely separated in frequency from the pump. We develop this process by considering higher-order analogues of photoelasticity and electrostriction than those used in conventional optomechanics, and examine how the efficiency of this process can be made to exceed conventional optomechanical couplings.
- Abstract（参考訳）: マイクロ波光量子トランスダクションは、量子ネットワークにおいて重要な技術である。
多くのマイクロ波-光変換技術は3波長混合プロセスに依存しているため、このプロセスは駆動するテレコムバンド(ポンプ)レーザーから光子を消費し、入力されたマイクロ波光子をこのマイクロ波周波数でレーザーから変形したテレコムバンド光子に変換する。
しかし、同じ空間モードで古典的に明るいレーザーから数GHzしか離れていない単一光子をきれいに分離するには、非常に狭い遷移帯域で前例のない消滅の周波数フィルタが必要であり、今日の技術の能力を損なうことになる。
この課題に直接向き合うのではなく、ポンプ光子を$$pairs$で消費し、ポンプから広く分離された透過光子を生成する4波混合プロセスを用いて、同じトランスダクション目標を同等の効率で達成できることを示す。
本プロセスは, 従来の光学式よりも高次光弾性, 電気ひずみのアナログを考慮し, 従来の光学的カップリングを超越して, 効率を向上する方法について検討する。
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