論文の概要: Efficient detection of entanglement by stimulated disentanglement
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.03583v1
- Date: Wed, 05 Mar 2025 15:17:36 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-06 15:51:07.487856
- Title: Efficient detection of entanglement by stimulated disentanglement
- Title（参考訳）: 刺激された絡み合いによる絡み合いの効率的な検出
- Authors: Nir Nechushtan, Hanzhong Zhang, Yosef London, Mallachi Meller, Haia Amichai, Eliahu Cohen, Avi Pe'er,
- Abstract要約: 極端に時間エネルギーの絡み合った双光子(オクターブ散乱スペクトル 113THz)を作る
我々は、Delta(t_2)Delta(E_1+E_2)approx!2!cdot!10-13h$の時間差とエネルギーの相対的な不確かさを測り、古典的境界を12等級で破る。
提案したコヒーレントSFGは、時間とエネルギーの両方の誤った一致を理想的に拒否するため、標準手法と比較してSNRを劇的に向上させる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.35337216626844875
- License:
- Abstract: Standard detection of entanglement relies on local measurements of the individual particles, evaluating their correlations in post-processing. For time-energy entangled photons, either times $(t_{1},t_{2})$ or energies $(E_{1},E_{2})$ are measured, but not both due to the mutual quantum uncertainty, providing only partial information of the entanglement. In principle, a global detector could recover the complete information of entanglement in a single shot if it could measure the combined correlated variables $(t_{1}-t_{2})$ and $(E_{1}+E_{2})$ without measuring the individual energies or times. Such a global measurement is possible using the reverse disentangling interaction, like sum-frequency generation (SFG), but nonlinear interactions at the single-photon level are ridiculously inefficient. We overcome this barrier by stimulating the nonlinear SFG interaction with a strong pump, thereby measuring both the energy-sum (SFG spectrum) and the time-difference (response to group delay/dispersion) simultaneously and efficiently. We generate bi-photons with extreme time-energy entanglement (octave-spanning spectrum of 113THz) and measure a relative uncertainty between time-difference and energy-sum of $\Delta(t_1-t_2)\Delta(E_1+E_2)\approx\!2\!\cdot\!10^{-13}h$, violating the classical bound by >12 orders of magnitude. The presented coherent SFG dramatically enhances the detection SNR compared to standard methods since it ideally rejects erroneous coincidences in both time and energy, paving the way for sensing applications, such as quantum illumination (radar) and more.
- Abstract（参考訳）: 絡み合いの標準検出は個々の粒子の局所的な測定に依存し、後処理における相関性を評価する。
時間エネルギーの絡み合った光子については、$(t_{1},t_{2})$ または $(E_{1},E_{2})$ のどちらかが測定されるが、どちらも相互量子の不確実性のためではなく、絡み合いの部分的な情報のみを提供する。
原則として、グローバル検出器は、個々のエネルギーや時間を測定することなく、組み合わせた相関変数$(t_{1}-t_{2})$と$(E_{1}+E_{2})$を測定できれば、単一のショットにおける絡み合いの完全な情報を回復することができる。
このような大域的な測定は、和周波数発生(SFG)のような逆の遠絡相互作用(英語版)を用いて可能であるが、単光子レベルでの非線形相互作用は驚くほど非効率である。
この障壁は, 強いポンプとの非線形SFG相互作用を刺激することにより克服し, エネルギー-サム(SFGスペクトル)と時間差(群遅延/分散応答)を同時に, 効率的に測定する。
極端に時間的エンタングルメントを持つ双光子(オクターブ・スパンニングスペクトル 113THz)を生成し、$\Delta(t_1-t_2)\Delta(E_1+E_2)\approx\!
2!
デーモン!
10^{-13}h$、古典的境界を12等級で破る。
提案したコヒーレントSFGは、時間とエネルギーの両方の誤った一致を理想的に拒否し、量子照明(レーダー)などの応用を検知する方法を編み出すため、標準手法と比較して、検出SNRを劇的に向上させる。
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