論文の概要: Real-Time Monitoring of Multimode Squeezing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.07486v1
• Date: Mon, 10 Mar 2025 16:04:35 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-11 15:47:07.195636
• Title: Real-Time Monitoring of Multimode Squeezing
• Title（参考訳）: マルチモードスクイージングのリアルタイムモニタリング
• Authors: Mahmoud Kalash, Aditya Sudharsanam, M. H. M. Passos, Valentina Parigi, Maria Chekhova,
• Abstract要約: マルチモード圧縮光は高次元量子技術の鍵となる資源である。 本稿では,マルチモード光の共伝搬モードのリアルタイムモニタリングを実現するために,MOPA(Multimode Optical Parametric Amplification)を用いる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.2349871196144497
• License:
• Abstract: Multimode squeezed light is a key resource for high-dimensional quantum technologies, enabling applications in metrology, secure communication, and measurement-based quantum computing. So far, its full practical potential remains unrealized due to the limitations of homodyne detection, which is inherently restricted to single-mode operation and, at best, retrieves multimode data through post-processing. Here, we employ multimode optical parametric amplification (MOPA) to, for the first time to the best of our knowledge, achieve real-time monitoring of co-propagating modes of multimode squeezed light. By leveraging simultaneous multimode phase-sensitive amplification followed by mode sorting, we enable real-time detection of nine spatial modes and report high-purity squeezing of approximately -8 dB in the fundamental mode, which, as far as we are aware, is the highest recorded for pulsed squeezing. Furthermore, we propose MOPA for the efficient characterization of cluster states, enabling real-time monitoring of all cluster links. This work completes the set of capabilities needed for robust multimode squeezed light detection and significantly expands its applicability in quantum technologies.
• Abstract（参考訳）: マルチモード圧縮光は高次元量子技術の鍵となる資源であり、メトロジー、セキュア通信、測定に基づく量子コンピューティングの応用を可能にする。 これまでのところ、ホモダイン検出の限界は本質的にシングルモード操作に限定されており、特に後処理によってマルチモードデータを取得するため、その完全な実用可能性はまだ実現されていない。 本稿では,マルチモード光パラメトリック増幅(MOPA)を用いて,マルチモード励起光の共伝搬モードのリアルタイムモニタリングを実現する。 同時多重モード位相感度増幅とモードソートを併用することにより、9つの空間モードのリアルタイム検出を可能にし、基本モードで約8dBの高純度スクイーズを報告する。 さらに,クラスタ状態の効率的な評価のためのMOPAを提案し,全クラスタリンクのリアルタイムモニタリングを可能にする。 この研究は、堅牢なマルチモード圧縮光検出に必要な一連の機能を完成させ、量子技術におけるその適用性を著しく拡張する。

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