論文の概要: Insightful Approach to Quantum Noise Suppression Below the Standard Quantum Limit Using a Single Mirror and Beam Splittert

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.08521v1
• Date: Tue, 10 Jun 2025 07:38:54 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-11 15:11:41.769753
• Title: Insightful Approach to Quantum Noise Suppression Below the Standard Quantum Limit Using a Single Mirror and Beam Splittert
• Title（参考訳）: 単一ミラーとビームスプリッタを用いた標準量子限界以下での量子ノイズ抑制への洞察的アプローチ
• Authors: Sun-Hyun Youn,
• Abstract要約: BS出力におけるコヒーレント状態の真空揺らぎに影響を与える鏡近傍に定常波がどのように形成されるかを示す。 我々は、BSによって分割された光の真空揺らぎは、量子ノイズ限界以下で容易に低減できることを示した。 これらの知見は、電磁ノイズの操作に関する重要な洞察を与え、量子ノイズ制御に関する全ての実験に広く影響を及ぼす。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: When a coherent electromagnetic wave passes through a 50:50 beam splitter (BS), it is divided equally into two parts. However, the quantum noise associated with the resulting coherent states, despite being reduced in amplitude by half, remains fundamentally constrained by the quantum noise limit, independent of the intensity. By placing a mirror at the unused input port of the BS, a standing wave is formed in the vicinity of the mirror, which influences the vacuum fluctuations of the coherent state at the BS output. Using semi-classical and quantum mechanical approaches, we calculate the vacuum fluctuations induced by the mirror and demonstrate that the vacuum noise originating from the mirror side periodically reaches zero at the BS output. Leveraging this effect, we show that the vacuum fluctuations of the light split by the BS can be readily reduced below the quantum noise limit. Furthermore, through feedback mechanisms, the vacuum fluctuations of the electromagnetic field at the other output port can also be suppressed below the quantum noise limit. These findings provide a pivotal insight into the manipulation of electromagnetic noise, with broad implications for all experiments involving quantum noise control.
• Abstract（参考訳）: コヒーレント電磁波が50:50ビームスプリッタ(BS)を通過すると、等分される。 しかし、結果として生じるコヒーレント状態に付随する量子ノイズは、振幅が半減するにも拘わらず、強度とは無関係に量子ノイズ限界によって根本的に制限される。 ミラーをBSの未使用入力ポートに配置することにより、ミラー近傍に定常波を形成し、BS出力におけるコヒーレント状態の真空変動に影響を与える。 半古典的および量子力学的アプローチを用いて、鏡によって誘導される真空変動を計算し、鏡側から発生する真空ノイズがBS出力で周期的にゼロに達することを示す。 この効果を利用して、BSによって分裂した光の真空ゆらぎを量子ノイズ限界以下で容易に低減できることを示す。 さらに、フィードバック機構により、他の出力ポートでの電磁場の真空変動も量子ノイズ限界以下で抑制することができる。 これらの知見は、電磁ノイズの操作に関する重要な洞察を与え、量子ノイズ制御を含む全ての実験に広範に影響を及ぼす。

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