論文の概要: Tunable N-level EIT: Deterministic Generation of Optical States with Negative Wigner Function
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.12169v1
- Date: Sat, 15 Mar 2025 15:18:50 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-18 15:58:55.931824
- Title: Tunable N-level EIT: Deterministic Generation of Optical States with Negative Wigner Function
- Title（参考訳）: 可変NレベルEIT:負のウィグナー関数を持つ光学状態の決定論的生成
- Authors: Sutapa Ghosh, Alexey Gorlach, Chen Mechel, Maria V. Chekhova, Ido Kaminer, Gadi Eisenstein,
- Abstract要約: 強い光非線形性は、特にフォトニック量子状態の生成において、様々な技術の鍵となる。
本研究では, 高温のルビジウム蒸気を励起する光周波数コムにより生成したNレベルEITスキームを提案し, 実証する。
NレベルEITは、ポストセレクションを必要とせず、フォトニック量子状態の直接生成を可能にする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: Strong optical nonlinearities are key to a range of technologies, particularly in the generation of photonic quantum states. The strongest nonlinearity in hot atomic vapors originates from electromagnetically induced transparency (EIT), which, while effective, often lacks tunability and suffers from significant losses due to atomic absorption. We propose and demonstrate an N-level EIT scheme, created by an optical frequency comb that excites a warm rubidium vapor. The massive number of comb lines simultaneously drive numerous transitions that interfere constructively to induce a giant and highly tunable cross-Kerr optical nonlinearity. The obtained third-order nonlinearity values range from $1.2 \times 10^{-7}$ to $7.7 \times 10^{-7}$ $m^2 V^{-2}$. Above and beyond that, the collective N-level interference can be optimized by phase shaping the comb lines using a spectral phase mask. Each nonlinearity value can then be tuned over a wide range, from 40\% to 250\% of the initial strength. We utilize the nonlinearity to demonstrate squeezing by self polarization rotation of CW signals that co-propagate with the pump and are tuned to one of the EIT transparent regions. Homodyne measurements reveal a quadrature squeezing level of 3.5 dB at a detuning of 640 MHz. When tuned closer to an atomic resonance, the nonlinearity is significantly enhanced while maintaining low losses, resulting in the generation of non-Gaussian cubic phase states. These states exhibit negative regions in their Wigner functions, a hallmark of quantum behavior. Consequently, N-level EIT enables the direct generation of photonic quantum states without requiring postselection.
- Abstract（参考訳）: 強い光非線形性は、特にフォトニック量子状態の生成において、様々な技術の鍵となる。
熱い原子蒸気の最も強い非線形性は、電磁誘導透過(EIT)に由来する。
本研究では, 高温のルビジウム蒸気を励起する光周波数コムにより生成したNレベルEITスキームを提案し, 実証する。
膨大な数のコム線が同時に多数の遷移を駆動し、建設的に干渉し、巨大で高度に調整可能なクロスカー光学非線形性を誘導する。
得られた3階非線形性値は、1.2 \times 10^{-7}$から7.7 \times 10^{-7}$$m^2 V^{-2}$まで様々である。
さらに、その上、スペクトル位相マスクを用いてコム線を位相形成することにより、集合Nレベル干渉を最適化することができる。
各非線形性値は、初期強度の 40 % から 250 % までの範囲で調整することができる。
この非線形性を利用して、ポンプと共役し、EIT透明領域の1つに調整されるCW信号の自己偏極回転によるスクイージングを示す。
ホモジン測定では、3.5dBの4次スキューズレベルが640MHzのデチューニングで示される。
原子共鳴に近づくと、低損失を維持しながら非線形性が著しく向上し、非ガウス立方相状態が生成される。
これらの状態は、そのウィグナー函数において負の領域を示す。
したがって、NレベルEITは、ポストセレクションを必要とせず、フォトニック量子状態の直接生成を可能にする。
関連論文リスト
- Site-Controlled Purcell-Induced Bright Single Photon Emitters in Hexagonal Boron Nitride [62.170141783047974]
六方晶窒化ホウ素(hBN)でホストされる単一光子エミッタは、室温で動作する量子フォトニクス技術にとって必須の構成要素である。
我々はPurcellにより誘導されるサイト制御SPEのためのプラズモンナノ共振器の大規模アレイを実験的に実証した。
我々の結果は、明るく、均一に統合された量子光源の配列を提供し、堅牢でスケーラブルな量子情報システムへの道を開いた。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-03T23:02:30Z) - All-optical modulation with single-photons using electron avalanche [69.65384453064829]
単光子強度ビームを用いた全光変調の実証を行った。
本稿では,テラヘルツ高速光スイッチングの可能性を明らかにする。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-18T20:14:15Z) - Deterministic quantum state generators and stabilizers from nonlinear
photonic filter cavities [2.920427565549217]
我々は、光の重要な量子状態を決定論的に生成し、安定化するための特に単純な概念を提示する。
周波数依存性の外部結合を持つ非線形共振器や非線形導波路のチェーンを考慮すれば、密度行列の光子数成分の周期的なラグを除いて「フィルタリング」できることを示す。
このようなフィルターの空洞では、グラウバーコヒーレント状態は決定論的に所望の順序でシュロディンガー猫状態へと進化する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-12T16:02:05Z) - Universal control of a bosonic mode via drive-activated native cubic
interactions [0.3273124984242396]
線形ボソニックモードは、量子情報処理のハードウェア効率の良い代替手段を提供する。
フォトニクスにおける非線形性の欠如は、測定に基づく量子コンピューティングの符号化につながった。
超伝導非線形非対称誘導素子からなるボソニックモードの普遍制御を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-29T14:13:41Z) - Resolving Fock states near the Kerr-free point of a superconducting
resonator [51.03394077656548]
我々はSNAIL(Superconducting Asymmetric Inductive eLement)で終端する可変非線形共振器を設計した。
我々はこのKerr自由点付近に励起光子を持ち、このデバイスをトランスモン量子ビットを用いて特徴づけた。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-10-18T09:55:58Z) - Strong kinetic-inductance Kerr nonlinearity with titanium nitride
nanowires [1.0928470926399563]
ナノワイヤの共振電磁モードの電流密度を収束させてKI非線形性を増大させる手法について検討する。
設計の改善により、我々のデバイスはミリ波スペクトルの強い量子非線形性に近づくことが期待されている。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-30T22:09:16Z) - Quantum-limited millimeter wave to optical transduction [50.663540427505616]
量子情報の長距離伝送は、分散量子情報プロセッサの中心的な要素である。
トランスダクションへの現在のアプローチでは、電気ドメインと光ドメインの固体リンクが採用されている。
我々は、850ドルRbの低温原子をトランスデューサとして用いたミリ波光子の光子への量子制限変換を実証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-20T18:04:26Z) - Nonlinear quantum logic with colliding graphene plasmons [0.0]
Grapheneは、非線形量子光学をナノスケールに持ち込むための、有望なプラットフォームとして登場した。
サブ波長閉じ込めは、プラズモンを1%の有効質量で伝播させ、平らなバンド分散を付与し、それらの相互作用を増強する。
新しい結果は、量子情報への新たなエキサイティングな道を開き、強く相互作用する分極子を持つ多体応用を開拓する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-11T18:32:51Z) - Designing Kerr Interactions for Quantum Information Processing via
Counterrotating Terms of Asymmetric Josephson-Junction Loops [68.8204255655161]
静的空洞非線形性は通常、ボゾン量子誤り訂正符号の性能を制限する。
非線形性を摂動として扱うことで、シュリーファー・ヴォルフ変換を用いて実効ハミルトニアンを導出する。
その結果、立方体相互作用は、線形演算と非線形演算の両方の有効率を高めることができることがわかった。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-14T15:11:05Z) - Topologically Protecting Squeezed Light on a Photonic Chip [58.71663911863411]
集積フォトニクスは、導波路内部に厳密に光を閉じ込めることで非線形性を高めるエレガントな方法を提供する。
シリカチップに励起光を発生させることができる自発4波混合のトポロジカルに保護された非線形過程を実験的に実証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-14T13:39:46Z) - Engineering Purely Nonlinear Coupling with the Quarton [0.0]
超伝導量子ビットと光子の強い非線形結合は、量子情報処理にとって重要な構成要素である。
ここでは、クォートンを用いて、2つの線形分離されたトランモン量子ビット間の純粋に非線形な結合を得る。
クォートンの正の$phi4$ポテンシャルは、クォービットの負の自己Kerrをキャンセルし、それらを共振器に線形化する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-10-20T02:03:16Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。