論文の概要: The Hong-Ou-Mandel effect is really odd
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.11800v1
- Date: Tue, 15 Oct 2024 17:21:34 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-16 14:00:53.475198
- Title: The Hong-Ou-Mandel effect is really odd
- Title（参考訳）: 香港・ウー・マンデル効果は本当に奇妙
- Authors: Paul M. Alsing, Richard J. Birrittella, Christopher C. Gerry, Jihane Mimih, Peter L. Knight,
- Abstract要約: ホン・ウー・マンデル干渉効果は、フォトニクスを用いた現在の量子情報処理の主要な要素である。
この研究は光の非古典性の重要性、特に光子量子の離散性に起因する干渉効果を強調している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: When quantum state amplitudes interfere, surprising non-classical features emerge which emphasis the roles of indistinguishability and discreteness in quantum mechanics. A famous example in quantum optics is the Hong Ou Mandel interference effect,a major ingredient in current quantum information processing using photonics. Traditionally the HOM features interference between amplitudes for two one-photon number states. Surprisingly, interference can be manifested when one amplitude represents that most classical of light field states, the coherent state, provided the partner state is non-classical (eg a single photon state or an odd photon number state). Imposing such nonclassical features on an otherwise classical state is the focus of this article. Recently, the HOM effect has been generalized to the multi-photon case, termed the extended HOM effect by the authors.The implication of the extended HOM effect is that if an odd parity state, comprising only odd numbers of photons, enters one input port of a 50:50 beam splitter, then regardless of the state entering the other input port, be it pure or mixed, there will no output coincident counts. In this work, we explain the extended HOM as arising from a sequence of pairwise HOM-like complete destructive interferences occurring simultaneously in the multicomponent amplitude for the output coincidence counts. We first demonstrate this diagrammatically in order to build physical intuition, before developing a general analytical proof. We then examine the case of a single photon interacting with a coherent state (and idealized laser), and consider prospects for experimental detection by including the effect of imperfect detection efficiency. This work highlights the importance of the non-classicality of light, and in particular the interference effects stemming from the discreteness of photon quanta.
- Abstract（参考訳）: 量子状態振幅が干渉すると、驚くべき非古典的特徴が出現し、量子力学における区別不可能性と離散性の役割が強調される。
量子光学における有名な例は、現在の量子情報処理においてフォトニクスを用いた主要成分であるHong Ou Mandel干渉効果である。
伝統的にHOMは2つの1光子数状態の振幅間の干渉を特徴とする。
驚くべきことに、1つの振幅が、パートナー状態が非古典的である場合(例えば、単一の光子状態または奇数光子数状態)、光場状態のほとんどの古典的状態、コヒーレント状態を表すときに干渉が現れる。
このような古典的でない特徴を古典的状態に含めることが、この記事の焦点である。
近年、HOM効果は、著者らによって拡張HOM効果と呼ばれる多光子効果に一般化され、拡張HOM効果は、奇数個の光子のみからなる奇数パリティ状態が50:50ビームスプリッターの入力ポートに入ると、他の入力ポートに入る状態が純粋であるか混合であるかにかかわらず、出力一致カウントが存在しないことを示唆している。
本研究では,出力一致数に対する多重成分振幅において同時に発生する一対のHOM様完全破壊干渉列から生じる拡張HOMを説明する。
まず、この図を物理的直観を構築するために図式的に示し、その後に一般的な解析的証明を開発した。
次に、コヒーレント状態(および理想レーザー)と相互作用する単一光子について検討し、不完全検出効率の影響を含め、実験的検出の可能性を検討する。
この研究は光の非古典性の重要性、特に光子量子の離散性に起因する干渉効果を強調している。
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