論文の概要: Terahertz electro-optic modulation of single photons

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.19667v1
• Date: Tue, 25 Mar 2025 13:52:54 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-26 16:54:51.496064
• Title: Terahertz electro-optic modulation of single photons
• Title（参考訳）: テラヘルツ電気光学による単一光子の変調
• Authors: Nicolas Couture, Frédéric Bouchard, Alicia Sit, Guillaume Thekkadath, Duncan England, Philip J. Bustard, Benjamin J. Sussman,
• Abstract要約: 単一光子レベルにおける可視光と近赤外光の操作は、量子通信システムにおいて重要な役割を果たす。 バルク媒体中の単一光子の電気・光変調のためのポンプ源としてテラヘルツ(THz)電場を用いることを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: The manipulation of visible and near-infrared light at the single-photon level plays a key role in quantum communication systems where information is encoded into photonic degrees of freedom. In practical implementations, it is important to achieve this manipulation with high speeds, low loss, and low noise. In this work, we propose the use of terahertz~(THz) electric fields as a pump source for electro-optic modulation of single photons in bulk media. We demonstrate spectral modulations of single photons in the form of frequency translation and bandwidth manipulations as the terahertz field imparts linear and quadratic phases on the photons at various time delays within 1~ps. Our results show frequency translations exceeding 500~GHz at multi-THz modulation speeds and loss levels of $\approx$1~dB, complementing the current state-of-the-art electro-optic modulation techniques limited to speeds up to 100~GHz. The proposed approach leverages recent developments in terahertz generation techniques, introducing new avenues to manipulate non-classical light in an unexplored regime for quantum photonics.
• Abstract（参考訳）: 単一光子レベルにおける可視光と近赤外光の操作は、情報がフォトニック自由度に符号化される量子通信システムにおいて重要な役割を果たす。 実用的な実装では、この操作を高速、低損失、低雑音で行うことが重要である。 本研究では,バルク媒体中の単一光子の電気・光変調のためのポンプ源としてテラヘルツ〜(THz)電場を用いることを提案する。 テラヘルツ場は1〜ps以内の様々な時間遅延で光子の線形位相と二次位相を付与するので、周波数変換や帯域幅操作の形で単一光子のスペクトル変調を示す。 以上の結果から,マルチTHz変調速度で500〜GHzを超える周波数変換と,100～GHzの速度に制限された現状の電気光学変調技術を補完する$\approx$1~dBの損失レベルが得られた。 提案手法はテラヘルツ生成技術の最近の発展を活用し、量子フォトニクスの未探索状態において非古典的な光を操る新しい方法を導入する。

関連論文リスト

• 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)
• Ultrabright and narrowband intra-fiber biphoton source at ultralow pump power [51.961447341691]
  高輝度の非古典的な光子源は、量子通信技術の鍵となる要素である。 ここでは,中空コアファイバ内の低温原子の光密度アンサンブルに自発4波混合を用いることで,狭帯域非古典光子対の生成を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-08-10T09:04:15Z)
• 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)
• High-efficiency microwave-optical quantum transduction based on a cavity electro-optic superconducting system with long coherence time [52.77024349608834]
  マイクロ波と光子の間の周波数変換は、超伝導量子プロセッサ間のリンクを作るための鍵となる技術である。 本稿では, 長コヒーレンス時間超伝導電波周波数(SRF)キャビティに基づくマイクロ波光プラットフォームを提案する。 2つのリモート量子システム間の密接な絡み合い発生の忠実さは、低マイクロ波損失により向上することを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-06-30T17:57:37Z)
• Slowing down light in a qubit metamaterial [98.00295925462214]
  マイクロ波領域の超伝導回路は 未だにそのような装置を欠いている 共振導波路に結合した8量子ビットからなる超伝導メタマテリアルにおいて、電磁波の減速を実証した。 本研究は, 超伝導回路の高柔軟性を実証し, カスタムバンド構造を実現することを目的とした。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-02-14T20:55:10Z)
• Spectral control of nonclassical light using an integrated thin-film lithium niobate modulator [5.119503410288866]
  我々は、TFLN位相変調器を用いて、非古典光の周波数シフトと帯域圧縮を示す。 テレコム単一光子のテラヘルツ帯における記録高電気光学周波数せん断を実現する。 本結果は,スケーラブルなフォトニック量子情報処理のためのオンチップ量子スペクトル制御の実現可能性と実現可能性を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-18T16:38:00Z)
• Quantum phase modulation with acoustic cavities and quantum dots [1.7039969990048311]
  マイクロ波と光子のギャップを埋めるために成功したアプローチは、音響波のような中間的なプラットフォームを使用することであった。 ここでは、GaAs上のギガヘルツ集束表面波空洞を用いる。 半波長電圧が44mV以下の単一光子の強い変調と、サブ自然変調サイドバンド線幅を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-17T00:48:56Z)
• Single-photon detection and cryogenic reconfigurability in Lithium Niobate nanophotonic circuits [0.13854111346209866]
  Lithium-Niobate-On-Insulator (LNOI)は、量子フォトニクス技術の統合のための有望なプラットフォームとして登場している。 LNOIプラットフォーム上で複雑な量子フォトニックデバイスを実装するための青写真を提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-19T18:13:52Z)
• Cavity quantum electro-optics: Microwave-telecom conversion in the quantum ground state [0.0]
  ミリケルビン環境下では、0.025$pm$0.005のノイズ光子をモード占有するキャビティ電気光学式トランシーバが動作している。 このデバイスは汎用的で超伝導量子ビットと互換性があり、マイクロ波と光電界の間の高速かつ決定論的絡み合いの道を開くかもしれない。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-05-26T14:35:27Z)
• Frequency-Domain Quantum Interference with Correlated Photons from an Integrated Microresonator [96.25398432840109]
  チップ型マイクロ共振器から発生するスペクトル的に異なる光子による周波数領域のHong-Ou-Mandel干渉を報告する。 本研究は周波数領域における高忠実度2光子操作の選択的ツールとして4波長混合を確立する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-03-14T01:48:39Z)

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。