論文の概要: Completely characterizing multimode nonlinear-optical quantum processes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.12412v1
- Date: Mon, 16 Dec 2024 23:33:52 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-18 13:58:11.227722
- Title: Completely characterizing multimode nonlinear-optical quantum processes
- Title（参考訳）: 多重モード非線形光学量子過程の完全特性化
- Authors: Geunhee Gwak, Chan Roh, Young-Do Yoon, M. S. Kim, Young-Sik Ra,
- Abstract要約: 本稿では,多モード非線形光学量子過程の実験的特徴について述べる。
本手法は,非線形光学過程を特徴付ける汎用技術を提供することで,スケーラブルなフォトニクス技術の開発に有用である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Complete characterization of a multimode optical process has paved the way for understanding complex optical phenomena, leading to the development of novel optical technologies. Until now, however, characterizations have mainly focused on a linear-optical process, despite the plethora of multimode nonlinear-optical processes crucial for photonic technologies. Here we report the experimental characterization of multimode nonlinear-optical quantum processes by obtaining the full information needed to describe them while satisfying the necessary physical condition. Specifically, to characterize a second-order nonlinear-optical process of parametric downconversion, we determine the amplification and noise matrices of multimode field quadratures. The full information allows us to factorize the multimode process, leading to the identification of eigenquadratures and their associated amplification and noise properties. Moreover, we demonstrate the broad applicability of our method by characterizing various nonlinear-optical quantum processes, including cluster state generation, mode-dependent loss with nonlinear interaction, and a quantum noise channel. Our method, by providing a versatile technique for characterizing a nonlinear-optical process, will be beneficial for developing scalable photonic technologies.
- Abstract（参考訳）: マルチモード光学プロセスの完全な特徴付けにより、複雑な光学現象を理解する方法が舗装され、新しい光学技術が発達した。
しかし、これまでは、光光学技術に不可欠な多重モード非線形光学プロセスの多さにもかかわらず、主に線形光学プロセスに焦点を当ててきた。
本稿では, 必要な物理条件を満たしつつ, 記述に必要な全情報を取得することで, マルチモード非線形光学量子プロセスの実験的評価を行う。
具体的には、パラメトリックダウンコンバージョンの二階非線形光学過程を特徴付けるために、多モード場二次体の増幅と雑音行列を決定する。
完全な情報により、マルチモードプロセスの分解が可能となり、固有四分法とその関連増幅と雑音特性の同定がもたらされる。
さらに, クラスタ状態の生成, 非線形相互作用によるモード依存損失, 量子ノイズチャネルなど, 様々な非線形光学量子過程を特徴付けることによって, 提案手法の適用性を示す。
本手法は,非線形光学過程を特徴付ける汎用技術を提供することで,スケーラブルなフォトニクス技術の開発に有用である。
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