論文の概要: State-Agnostic Approach to Certifying Electron-Photon Entanglement in Electron Microscopy
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.19536v1
- Date: Wed, 26 Feb 2025 20:18:04 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-28 14:57:07.185464
- Title: State-Agnostic Approach to Certifying Electron-Photon Entanglement in Electron Microscopy
- Title（参考訳）: 電子顕微鏡における電子-光子エンタングルメントの証明への状態依存的アプローチ
- Authors: Phila Rembold, Santiago Beltrán-Romero, Alexander Preimesberger, Sergei Bogdanov, Isobel C. Bicket, Nicolai Friis, Elizabeth Agudelo, Dennis Rätzel, Philipp Haslinger,
- Abstract要約: 本稿では,コヒーレントカソードルミネッセンス過程から自然に生じる電子と光子の絡み合いを証明するためのプロトコルを提案する。
我々の研究は、フォトニック量子情報技術と電子顕微鏡を統合している。
原子スケールでの絡み合いに基づくイメージングの基礎を確立し、放射線被曝を減らすための潜在的経路を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 33.7054351451505
- License:
- Abstract: Transmission electron microscopes (TEMs) enable atomic-scale imaging and characterisation, driving advances across fields from materials science to biology. Quantum correlations, specifically entanglement, may provide a basis for novel hybrid sensing techniques to make TEMs compatible with sensitive samples prone to radiation damage. We present a protocol to certify entanglement between electrons and photons naturally arising from certain coherent cathodoluminescence processes. Using mutually unbiased bases in position and momentum, our method allows robust, state-agnostic entanglement verification and provides a lower bound on the entanglement of formation, enabling quantitative comparisons across platforms. Simulations under experiment-inspired conditions and preliminary experimental data highlight the feasibility of implementing this approach in modern TEM systems with optical specimen access. Our work integrates photonic quantum information techniques with electron microscopy. It establishes a foundation for entanglement-based imaging at the atomic scale, offering a potential pathway to reduce radiation exposure.
- Abstract（参考訳）: 透過電子顕微鏡(TEM)は原子スケールのイメージングとキャラクタリゼーションを可能にし、材料科学から生物学まで様々な分野の進歩を推進している。
量子相関、特に絡み合いは、新しいハイブリッドセンシング技術の基礎となり、TEMを放射線損傷による感度の高い試料と互換性を持たせることができる。
本稿では,コヒーレントカソードルミネッセンス過程から自然に生じる電子と光子の絡み合いを証明するためのプロトコルを提案する。
位置と運動量における相互に偏りのない基底を用いることで、ロバストで状態に依存しない絡み合いを検証でき、また、形成の絡み合いの低い境界を提供し、プラットフォーム間の定量的比較を可能にする。
実験にインスパイアされた条件と予備実験データの下でのシミュレーションは、光学的検体アクセスを持つ現代のTEMシステムにおけるこのアプローチの実現の可能性を強調している。
我々の研究は、フォトニック量子情報技術と電子顕微鏡を統合している。
原子スケールでの絡み合いに基づくイメージングの基礎を確立し、放射線被曝を減らすための潜在的経路を提供する。
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