論文の概要: Developing a practical model for noise in entangled photon detection

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.01553v1
• Date: Thu, 02 Jan 2025 22:06:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-06 15:10:59.113153
• Title: Developing a practical model for noise in entangled photon detection
• Title（参考訳）: 絡み合った光子検出におけるノイズの実用モデルの開発
• Authors: Taman Truong, Christian Arenz, Joseph M. Lukens,
• Abstract要約: 本研究では, 交叉光子対のパラメトリックソースによって生成される有効2光子密度行列の包括的モデルを構築した。 我々は,ポアソン分布光子対,非ユニット検出効率,暗数と仮定して,単一の偶然を得る確率を導出した。 我々の研究は、現実的な非理想性の下での2光子実験の定量的設計のための貴重なツールを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.22057828706896188
• License:
• Abstract: We develop a comprehensive model for the effective two-photon density matrix produced by a parametric source of entangled photon pairs under a variety of detector configurations commonly seen in a laboratory setting: two and four photon number-resolving (PNR) and threshold detectors. We derive the probability of obtaining a single coincidence assuming Poisson-distributed photon pairs, non-unit detection efficiency, and dark counts; obtain the effective density matrix; and use this quantity to compute the fidelity of the generated quantum state. The 4 PNR case admits an analytic result valid for any combination of parameters, while all other cases leverage low-efficiency approximations to arrive at closed-form expressions. Interestingly, our model reveals appreciable fidelity improvements from four detectors as opposed to two yet minimal advantages for PNR over threshold detectors in the regimes explored. Overall, our work provides a valuable tool for the quantitative design of two-photon experiments under realistic nonidealities.
• Abstract（参考訳）: 実験室で一般的に見られる2つと4つの光子数解法(PNR)としきい値検出器(しきい値検出器)の様々な検出器構成の下で,光子対のパラメトリックソースによって生成される有効2光子密度行列の包括的モデルを構築した。 本稿では,ポアソン分布光子対,非単位検出効率,ダークカウントを仮定した1つの偶然性を得る確率を導出し,有効密度行列を求め,この量を用いて生成した量子状態の忠実度を算出する。 4PNRの場合、パラメータの組み合わせに有効な分析結果が認められ、他のすべてのケースでは、クローズドフォーム式に到達するために低効率近似を利用する。 興味深いことに、我々のモデルでは、4つの検出器による良好な忠実度向上が示され、また、レシエーションにおけるしきい値検出器に対するPNRの2つの最小限の利点とは対照的である。 全体として、我々の研究は、現実的な非理想性の下での2光子実験の定量的設計のための貴重なツールを提供する。

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