論文の概要: Indistinguishable MHz-narrow heralded photon pairs from a whispering gallery resonator
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.15760v1
- Date: Fri, 20 Dec 2024 10:25:29 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-23 16:22:50.689435
- Title: Indistinguishable MHz-narrow heralded photon pairs from a whispering gallery resonator
- Title（参考訳）: ささやくギャラリー共振器からの識別不能MHz狭帯域光子対
- Authors: Sheng-Hsuan Huang, Thomas Dirmeier, Golnoush Shafiee, Kaisa Laiho, Dmitry V. Strekalov, Andrea Aiello, Gerd Leuchs, Christoph Marquardt,
- Abstract要約: 香港・ウー・マンデル干渉は多くの量子光学応用において重要な役割を果たす。
異なる空間モードに放射される2つの独立した信号光子が、条件付きで区別不能にレンダリングできることを実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: Hong-Ou-Mandel interference plays a vital role in many quantum optical applications where indistinguishability of two photons is important. Such photon pairs are commonly generated as the signal and idler in the frequency and polarization-degenerate spontaneous parametric down conversion~(SPDC). To scale this approach to a larger number of photons we demonstrate how two independent signal photons radiated into different spatial modes can be rendered conditionally indistinguishable by a heralding measurement performed on their respective idlers. We use the SPDC in a whispering gallery resonator, which is already proven to be versatile sources of quantum states. Its extreme conversion efficiency allowed us to perform our measurements with only \qty{50}{nW} of in-coupled pump power in each propagation direction. The Hong-Ou-Mandel interference of two counter-propagating signal photons manifested itself in the four-fold coincidence rate, where the two idler photons detection heralds a pair of signal photons with a desired temporal overlap. We achieved the Hong-Ou-Mandel dip contrast of \(74\pm 5\%\). Importantly, the optical bandwidth of all involved photons is of the order of a MHz and is continuously tunable. This, on the one hand, makes it possible to achieve the necessary temporal measurements resolution with standard electronics, and on the other hand, creates a quantum states source compatible with other candidates for qubit implementation, such as optical transitions in solid-state or vaporous systems. We also discuss the possibility of generating photon pairs with similar temporal modes from two different whispering gallery resonators.
- Abstract（参考訳）: 香港・ウー・マンデル干渉は、2つの光子の区別不可能性が重要である多くの量子光学応用において重要な役割を果たす。
このような光子対は、周波数および分極縮退自発パラメトリックダウン変換~(SPDC)における信号およびアイドラーとして一般的に生成される。
このアプローチを多数の光子に拡張するために、それぞれのアイドラー上で行ったヘラルディング測定により、異なる空間モードに放射される2つの独立した信号光子を条件付きで表示できることを実証する。
我々はSPDCをささやくギャラリー共振器で使用しており、これは既に量子状態の多彩な源であることが証明されている。
この極端変換効率により,各伝搬方向のポンプパワーの<qty{50}{nW}のみを用いて測定を行うことができた。
2つの逆伝播シグナル光子の干渉は4倍の一致率で現れ、2つのアイドラー光子が所望の時間重なりを持つ1対の信号光子をヘラルドする。
香港・ウー・マンデルの対位法は、(74\pm 5\%\)である。
重要なことに、すべての光子の光帯域幅は1MHzの順であり、連続的に調整可能である。
これに対し、標準電子回路で必要な時間測定の解決を実現することができ、一方、固体系や蒸気系における光学遷移など、他の量子ビット実装の候補と互換性のある量子状態のソースを作成することができる。
また、2つの異なるギャラリー共振器から同様の時間モードで光子ペアを生成する可能性についても論じる。
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