論文の概要: Quantum nonlinear optics with counter-propagating photons
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.01124v1
- Date: Sun, 01 Jun 2025 19:10:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-04 21:47:33.945956
- Title: Quantum nonlinear optics with counter-propagating photons
- Title（参考訳）: 反伝播光子を持つ量子非線形光学
- Authors: Bankim Chandra Das, Ashley Harkavi, Aditya Prakash, Ariel Nakav, Lee Drori, Ofer Firstenberg,
- Abstract要約: 我々は,Rydberg偏光子を介する反伝播光子間の強い相互作用を実験的に実証した。
この結果は、量子光場における工学的相互作用のための強力なプラットフォームとして、Rydberg polaritonsを確立した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.6477613234517667
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Realizing strong interactions between individual photons is a cornerstone for advancing photonic quantum computing and quantum nonlinear optics. Here, we experimentally demonstrate strong interactions between counter-propagating photons mediated by Rydberg polaritons, achieving a record-long anti-correlation range exceeding $1~\mu s$. This extended range enables the use of photon pulses that are long enough to fit within the polariton bandwidth, yet short enough to remain within the interaction range. Under these conditions, we observe complete photon blockade of entire pulses, tunable by the pulse timing, thus demonstrating the potential for controlled, deterministic operations. Extending to the three-photon regime, we observe enhanced interactions when a photon encounters two counter-propagating photons. Our results, supported by analytical theory and rigorous numerical simulations, establish counter-propagating Rydberg polaritons as a powerful platform for engineering interactions in quantum light fields.
- Abstract（参考訳）: 個々の光子間の強い相互作用を実現することは、フォトニック量子コンピューティングと量子非線形光学の進歩の基礎となる。
ここでは,ライドベルク・ポラリトンを媒介とする対向伝播光子間の強い相互作用を実験的に実証し,その反相関範囲が1〜\mu s$を超えることを示す。
この拡張範囲は、偏光子帯域に収まるのに十分な長さの光子パルスの使用を可能にするが、相互作用範囲内に留まるには十分短い。
これらの条件下では、パルスタイミングで調整可能な全パルスの光子遮断を観測し、制御された決定論的操作の可能性を示す。
3光子状態に拡張して、光子が2つの逆伝播光子に遭遇したときの高度な相互作用を観察する。
解析理論と厳密な数値シミュレーションによって支持された我々の結果は、量子光場における工学的相互作用のための強力なプラットフォームとして、反伝播型リドベルク偏光子を確立した。
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