論文の概要: Multiparticle quantum plasmonics: fundamentals and applications
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.01026v1
- Date: Fri, 28 Mar 2025 05:45:37 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-03 19:59:19.104514
- Title: Multiparticle quantum plasmonics: fundamentals and applications
- Title（参考訳）: 多粒子量子プラズモニクスの基礎と応用
- Authors: Mingyuan Hong,
- Abstract要約: この論文は、光が金属-誘電体界面での集合電荷振動とどのように相互作用するかを探求し、ナノスケールでの強い閉じ込めと量子効果の強化を可能にした。
理論と応用によって、この論文は量子プラズモニクスを前進させ、イメージング、センシング、情報処理における多光子法の可能性を強調している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum plasmonics explores how light interacts with collective charge oscillations at metal-dielectric interfaces, enabling strong confinement and enhanced quantum effects at the nanoscale. While traditional quantum optics focuses on single photons, this thesis explores an intermediate regime - multiparticle quantum optics - where classical light, analyzed using photon-number-resolving detection and projective measurements, reveals nontrivial quantum correlations. We begin by establishing the theoretical foundation of multiparticle quantum plasmonics, introducing key concepts like photon-plasmon interactions, coherence, and statistical fluctuations. The first study shows that multiparticle scattering can alter quantum statistics in plasmonic systems, offering new control over fluctuations. The second reveals nonclassical near-field plasmon dynamics, showing how quantum coherence emerges from bosonic and fermionic contributions in subsystems. The third study presents a quantum plasmonic sensing method, using conditional detection to boost signal-to-noise ratio and improve phase estimation. The final study extends this approach to quantum imaging with natural light: by isolating multiphoton correlations from thermal light via photon-number-resolving detection and a single-pixel protocol, we enhance image contrast under noisy conditions. These results show that multiparticle interactions can control quantum statistical properties, even in classical fields. By bridging theory and application, this thesis advances quantum plasmonics and highlights the potential of multiphoton methods in imaging, sensing, and information processing.
- Abstract（参考訳）: 量子プラズモニクスは、光が金属-誘電体界面での集合電荷振動とどのように相互作用するかを探求し、ナノスケールでの強い閉じ込めと量子効果を高める。
従来の量子光学は単一光子に焦点を当てているが、この論文では、古典的な光が光子数分解検出と射影測定を用いて分析され、非自明な量子相関が明らかになる中間状態(多粒子量子光学)を探求している。
我々はまず、光子-プラズモン相互作用、コヒーレンス、統計ゆらぎといった重要な概念を導入し、多粒子量子プラズモンの理論の基礎を確立することから始める。
最初の研究は、多粒子散乱がプラズモン系の量子統計を変化させ、揺らぎに対する新たな制御を提供することを示した。
2つ目は非古典的な近接場プラズモン力学を明らかにし、サブシステムにおけるボゾンおよびフェルミオンの寄与から量子コヒーレンスがどのように出現するかを示している。
第3の研究では、条件検出を用いて信号と雑音の比を高め、位相推定を改善する量子プラズモニックセンシング法を提案する。
最後に、このアプローチを自然光による量子イメージングに拡張し、光子数分解検出と単一ピクセルプロトコルを通じて熱光から多光子相関を分離することにより、ノイズのある条件下での画像コントラストを高める。
これらの結果は、古典的場においても、多粒子相互作用が量子統計的性質を制御可能であることを示している。
理論と応用によって、この論文は量子プラズモニクスを前進させ、イメージング、センシング、情報処理における多光子法の可能性を強調している。
関連論文リスト
- Experimental Verification of Electron-Photon Entanglement [39.58317527488534]
量子技術の鍵となる資源であるエンタングルメントは、古典物理学に反する粒子間の相関を記述する。
透過電子顕微鏡でカソードルミネッセンスにより生成した電子-光子対の絡み合いを示す。
我々の研究は、自由電子系における量子相関の探索方法とナノスケール上の量子強調イメージング技術への応用を開拓している。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-04-17T17:58:50Z) - Cavity-Quantum Electrodynamics with Moiré Flatband Photonic Crystals [35.119260614523256]
量子ドットは、42 psから1692 psまでの40の因子で調整できるが、これは強いパーセルの増強とパーセルの阻害効果に起因する。
我々の発見は、量子インターネットアプリケーションのための量子光源、量子光スイッチ、量子ノードのムーアのフラットバンド化への道を開いた。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-11-25T18:52:11Z) - Non-classical excitation of a solid-state quantum emitter [0.0]
1つの光子が固体量子エミッタの状態を変えるのに十分であることを示す。
これらの結果は、量子ネットワークにおける量子情報転送の実現から、フォトニック量子コンピューティングのための決定論的エンタングゲートの構築まで、将来の可能性について示唆している。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-07-30T16:16:58Z) - Coherent Control of an Optical Quantum Dot Using Phonons and Photons [5.1635749330879905]
光学系における光学的2レベルシステム(qubits)のユニークな特徴と利点について述べる。
クォービット状態はフォノンと共振子または脱調光子の両方を用いてコヒーレントに制御することができる。
時間関連単一光子計数測定により,QD集団動態の制御が明らかになった。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-04-02T16:25:35Z) - Ultrastrong light-matter interaction in a multimode photonic crystal [0.1588748438612071]
多光子束縛状態の強い関与により、単一の光子の輸送が多体問題となることを示す。
この研究は、単一光子レベルで非線形量子光学を探求するエキサイティングな可能性を開く。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-29T17:43:25Z) - Tunable photon-mediated interactions between spin-1 systems [68.8204255655161]
我々は、光子を媒介とする効果的なスピン-1系間の相互作用に、光遷移を持つマルチレベルエミッタを利用する方法を示す。
本結果は,空洞QEDおよび量子ナノフォトニクス装置で利用可能な量子シミュレーションツールボックスを拡張した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-03T14:52:34Z) - Ultra-long photonic quantum walks via spin-orbit metasurfaces [52.77024349608834]
数百光モードの超長光子量子ウォークについて報告する。
このセットアップでは、最先端の実験をはるかに超えて、最大320の離散的なステップで量子ウォークを設計しました。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-28T19:37:08Z) - Multiphoton Quantum van Cittert-Zernike Theorem [0.0]
我々は, 多光子系の散乱と干渉効果を記述するために, 量子ファンシッター・ツェンニーク定理を導入する。
条件付き測定により、ショットノイズ限界以下の減衰量子統計量を持つ多光子系の全光合成が可能となることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-15T01:14:49Z) - Dynamical photon-photon interaction mediated by a quantum emitter [1.9677315976601693]
単一光子は量子科学と技術の主要なプラットフォームを構成する。
量子フォトニクスの主な課題は、どのように高度な絡み合った資源状態と効率的な光物質界面を生成するかである。
我々は、単一光子波束間の量子非線形相互作用を実現するために、単一量子エミッタとナノフォトニック導波路との効率的でコヒーレントな結合を利用する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-13T17:33:30Z) - Classical-to-quantum transition in multimode nonlinear systems with
strong photon-photon coupling [12.067269037074292]
量子クラスター膨張法によるフォトニック非線形系の古典-量子遷移について検討する。
この研究は、マルチモードシステムの量子力学を研究し、連続可変量子情報処理のための非線形フォトニックデバイスを探索するための普遍的なツールを提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-11-18T07:26:57Z) - Waveguide quantum electrodynamics: collective radiance and photon-photon
correlations [151.77380156599398]
量子電磁力学は、導波路で伝播する光子と局在量子エミッタとの相互作用を扱う。
我々は、誘導光子と順序配列に焦点をあて、超放射および準放射状態、束縛光子状態、および有望な量子情報アプリケーションとの量子相関をもたらす。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-11T17:49:52Z) - Spectrally reconfigurable quantum emitters enabled by optimized fast
modulation [42.39394379814941]
色中心、希土類イオン、量子ドットなどの固体プラットフォームにおけるスペクトル制御は、チップ上のそのような応用を実現する上で魅力的である。
単一光子放射のスペクトル工学における周波数変調光遷移の利用を提案する。
その結果,周波数変調は単一光子のスペクトル特性と時間特性に対して前例のない制御を施した新しい光状態を生成するための強力な手法であることが示唆された。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-03-27T18:24:35Z)
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。