論文の概要: Two-particle quantum interference in a nonlinear optical medium: a witness of timelike indistinguishability
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.01480v1
- Date: Mon, 03 Feb 2025 16:15:50 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-05 14:58:37.555902
- Title: Two-particle quantum interference in a nonlinear optical medium: a witness of timelike indistinguishability
- Title（参考訳）: 非線形光学媒体における2粒子量子干渉--時間的不明瞭性の証
- Authors: Chao Chen, Shu-Tian Xue, Yu-Peng Shi, Jing Wang, Zi-Mo Cheng, Pei Wan, Zhi-Cheng Ren, Michael G. Jabbour, Nicolas J. Cerf, Xi-Lin Wang, Hui-Tian Wang,
- Abstract要約: ホン・ウー・マンデル効果(Hong-Ou-Mandel effect)は、50:50ビームスプリッターで線形に結合する2つの不明瞭な光子の干渉を示すパラダイム量子現象である。
ここでは、2つの単一光子がパラメトリックダウンコンバージョン結晶に衝突しているとき、そのような2粒子量子干渉効果を非線形状態に転移する。
増幅利得が2に調整された場合、送信された光子対と再生した光子対の破壊的干渉から生じる1つの光子対を正確に検出する確率の抑制を実験的に実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.138791215366014
- License:
- Abstract: The Hong-Ou-Mandel effect is a paradigmatic quantum phenomenon demonstrating the interference of two indistinguishable photons that are linearly coupled at a 50:50 beam splitter. Here, we transpose such a two-particle quantum interference effect to the nonlinear regime, when two single photons are impinging on a parametric down-conversion crystal. Formally, this transposition amounts to exchanging space and time variables, giving rise to an unknown form of timelike quantum interference. The two-photon component of the output state is a superposition of the incident photons being either transmitted or reborn, that is, replaced by indistinguishable substitutes due to their interaction with the nonlinear crystal. We experimentally demonstrate the suppression of the probability of detecting precisely one photon pair when the amplification gain is tuned to 2, which arises from the destructive interference between the transmitted and reborn photon pairs. This heretofore unobserved quantum manifestation of indistinguishability in time pushes nonlinear quantum interference towards a new regime with multiple photons. Hence, composing this effect with larger linear optical circuits should provide a tool to generate multimode quantum non-Gaussian states, which are essential resources for photonic quantum computers.
- Abstract（参考訳）: ホン・ウー・マンデル効果(Hong-Ou-Mandel effect)は、50:50ビームスプリッターで線形に結合する2つの区別不可能な光子の干渉を示すパラダイム量子現象である。
ここでは、2つの単一光子がパラメトリックダウンコンバージョン結晶に衝突しているとき、そのような2粒子量子干渉効果を非線形状態に転移する。
正式には、この転置は空間と時間変数の交換に相当し、時間のような量子干渉の未知の形をもたらす。
出力状態の2光子成分は、入射光子の重畳、すなわち非線形結晶との相互作用により区別不能な置換物に置換される。
増幅利得が2に調整された場合、送信された光子対と再生した光子対の破壊的干渉から生じる1つの光子対を正確に検出する確率の抑制を実験的に実証する。
これは、これまで観測されなかった、時間の区別不可能な量子顕在化によって、非線形量子干渉を複数の光子を持つ新しい状態へと押し上げる。
したがって、この効果をより大きな線形光回路で構成することは、フォトニック量子コンピュータにとって必須資源であるマルチモード量子非ガウス状態を生成するためのツールを提供する必要がある。
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