論文の概要: Extracting pairs of time-bin entangled photons from resonance fluorescence

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.11294v2
• Date: Tue, 19 Aug 2025 14:41:26 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-20 17:44:57.835674
• Title: Extracting pairs of time-bin entangled photons from resonance fluorescence
• Title（参考訳）: 共鳴蛍光による時間ビン絡み合った光子の抽出
• Authors: Xin-Xin Hu, Gabriele Maron, Luke Masters, Arno Rauschenbeutel, Jürgen Volz,
• Abstract要約: 共鳴蛍光から自然に時間双絡光子を抽出することができる。 エンタングルメントはエミッタの弱い励起と強い励起の両方のために持続することを示す。 その結果, 共鳴蛍光を時間結合光子対の効率的な光源として確立した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.4979362117484722
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Photon-photon entanglement and photon antibunching are fundamental manifestations of the quantum nature of optical light fields, but are typically regarded as distinct phenomena. Here, we experimentally demonstrate that pairs of narrow-band time-bin entangled photons can be naturally extracted from resonance fluorescence. We split the collected fluorescence of a single trapped atom on a 50 : 50 beamsplitter, resulting in strong temporal correlations between photons at the beamsplitter outputs. A time-bin coincidence between the two output modes then projects their state onto a maximally entangled Bell state. This entanglement is evidenced by violating the CHSH-Bell inequality as well as by reconstructing the density matrix of the photon pair. Importantly, we show that the entanglement persists both for weak and strong excitation of the emitter. Our results establish resonance fluorescence as an efficient source of time-bin entangled photon pairs, i.e., a practical and scalable resource for quantum communication and photonic quantum technologies.
• Abstract（参考訳）: 光子-光子エンタングルメントと光子反バンチングは、光電場の量子的性質の基本的な徴候であるが、典型的には異なる現象と見なされる。 ここでは、共振蛍光から狭帯域の時間ビン絡み合った光子の対を自然に抽出できることを実験的に実証した。 その結果,50 : 50ビームスプリッターの光子間の時間的相関が強く,集光された原子の蛍光を50 : 50ビームスプリッターに分割した。 2つの出力モード間のタイムビンの一致は、その状態が最大に絡み合ったベル状態に投影される。 この絡み合いは、CHSH-ベルの不等式に違反し、光子対の密度行列を再構成することで証明される。 重要なことは、この絡み合いはエミッタの弱い励起と強い励起の両方に持続することを示している。 この結果から,共鳴蛍光を時間結合光子対,すなわち量子通信やフォトニック量子技術のための実用的でスケーラブルな資源の効率的な源として確立した。

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