論文の概要: Real-Time Monitoring of Multimode Squeezing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.07486v3
- Date: Wed, 08 Oct 2025 09:28:05 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-09 19:00:13.095019
- 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。
ここでは,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について,私たちの知識を最大限活用するために初めて実演する。
我々は、我々の知る限り、パルス光で記録された最高級のスクイーズとして、最大で7.9 pm 0.6$ dBの高純度スクイーズを観測した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.43496401697112685
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Multimode squeezed light is a key resource for high-dimensional quantum technologies, enhancing metrological sensitivity, boosting communication security, and enabling parallel processing in computation. Its practical potential, however, remains constrained by the inherent single-mode operation of homodyne detection, necessitating post-processing for multimode characterization. Here, we overcome this long-standing challenge by employing multimode optical parametric amplification (MOPA), enabling loss-tolerant direct detection of squeezing in each mode, which in turn permits mode sorting after amplification. As a result, we demonstrate, for the first time to the best of our knowledge, the real-time monitoring of multimode squeezing. With a spatial light modulator sorting the modes, we simultaneously measure squeezing in nine spatial modes co-propagating within one beam. Although mode sorting and filtering reduce the detection efficiency to less than $0.3\%$, we observe high-purity squeezing of up to $-7.9 \pm 0.6$ dB -- to the best of our knowledge, the highest squeezing recorded for pulsed light. Furthermore, we demonstrate real-time, loss-tolerant characterization of continuous-variable entanglement and extend it to the detection of cluster states. Similar methods can be applied in the frequency domain, facilitating a crucial capability for scalable 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リソースであり、メートル法感度を高め、通信セキュリティを高め、計算における並列処理を可能にする。
しかし、その実際的なポテンシャルは、ホモダイン検出の固有の単一モード操作、マルチモードのキャラクタリゼーションに必要な後処理によって制限されている。
ここでは,マルチモード光パラメトリック増幅(MOPA)を用いて,各モードにおけるスケザリングの損失耐性を直接検出し,増幅後のモードソートを可能にすることで,この長年の課題を克服する。
その結果,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が,私たちの知識を最大限活用するために初めて実証された。
モードをソートする空間光変調器を用いて,9つの空間モードを同時に計測する。
モードソートとフィルタリングは検出効率を0.3 %以下に下げるが、我々はパルス光で記録された最も高いスキーズである7.9 pm 0.6$ dBの高純度スクイーズを観測する。
さらに,連続可変エンタングルメントのリアルタイム・ロス耐性特性を実証し,クラスタ状態の検出に拡張する。
同様の手法が周波数領域で適用でき、スケーラブルな量子技術にとって重要な能力となる。
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