論文の概要: Broadband pulsed quadrature measurements with calorimeters

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.00188v1
• Date: Fri, 28 Feb 2025 21:11:21 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-05 19:17:37.357292
• Title: Broadband pulsed quadrature measurements with calorimeters
• Title（参考訳）: カロリー計を用いた広帯域パルス二次測定
• Authors: Ezad Shojaee, James R. van Meter, Karl Mayer, Scott Glancy, Emanuel Knill,
• Abstract要約: 一般的な1次元量子光学モードは、時間または周波数領域の形状によって記述される。 基本的な問題は、そのようなモードの二次作用素を測定することである。 パルスホモダイン検出はブロードバンドパルス(BBP)ホモダイン検出装置に一般化可能であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: A general one-dimensional quantum optical mode is described by a shape in the time or frequency domain. A fundamental problem is to measure a quadrature operator of such a mode. If the shape is narrow in frequency this can be done by pulsed homodyne detection, in which the mode and a matched local oscillator (LO) interfere on a beamsplitter, whose output ports are monitored by photo-detectors. The quadrature value is proportional to the difference between the photo-detectors' signals. When the shape of the mode is broad in frequency, the lack of uniform response of the detectors across the spectrum prevents direct application of this technique. We show that pulsed homodyne detection can be generalized to broadband pulsed (BBP) homodyne detection setups with detectors such as calorimeters that detect total energy instead of total number of photons. This generalization has applications in quantum measurements of femtosecond pulses, and, speculatively, measurements of Rindler modes to verify the temperature of Unruh radiation. Like pulsed homodyne detection, BBP homodyne detection requires choosing the LO pulse such that the subtracted signal approaches the desired quadrature measurement for large LO amplitudes. A distinctive feature of the technique is that the LO pulse does not belong to the mode of the quadrature being measured. We analyze how the implemented measurement approaches an ideal quadrature measurement with growing LO amplitude. We prove that the moments of the measurement converge to the moments of the quadrature and that the measurement distributions converge weakly.
• Abstract（参考訳）: 一般的な1次元量子光学モードは、時間または周波数領域の形状によって記述される。 基本的な問題は、そのようなモードの二次作用素を測定することである。 周波数が狭い場合は、モードと一致した局所発振器(LO)がビームスプリッタに干渉し、光検出器によって出力ポートが監視されるパルスホモダイン検出によってこれを実現できる。 二次値は、光検出器の信号の差に比例する。 モードの形状が周波数で広い場合、スペクトルを横断する検出器の均一な応答の欠如により、この手法の直接適用が妨げられる。 本研究では、光子の総数ではなく総エネルギーを検出するカロリー計などの検出器を用いて、パルスホモダイン検出をブロードバンドパルス(BBP)ホモダイン検出装置に一般化できることを示す。 この一般化はフェムト秒パルスの量子測定に応用され、投機的にアンルー放射の温度を検証するためにリンドラーモードの測定が可能である。 パルスホモダイン検出と同様に、BBPホモダイン検出は、減算された信号が大きなLO振幅に対して所望の2次測定に近づくようにLOパルスを選択する必要がある。 この技術の特徴は、LOパルスが測定対象の二次モードに属さないことである。 提案手法は, LO振幅の増大とともに, 理想的な2次測定にどのようにアプローチするかを解析する。 我々は、測定のモーメントが二次のモーメントに収束し、測定分布が弱収束することを証明した。

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