論文の概要: Observation of High-Order Quantum Pancharatnam-Berry Phase with Structured Photons

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.10692v1
• Date: Thu, 12 Jun 2025 13:43:06 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-13 15:37:22.755119
• Title: Observation of High-Order Quantum Pancharatnam-Berry Phase with Structured Photons
• Title（参考訳）: 構造光子を用いた高次量子パンチャータナム-ベリー相の観察
• Authors: Shuang-Yin Huang, He Jiang, Zhi-Cheng Ren, Zi-Mo Cheng, Wen-Zheng Zhu, Jing Gao, Chang Liu, Xi-Lin Wang, Hui-Tian Wang,
• Abstract要約: 単一光子状態とN00N状態の高次PB相の相違について実験的に検討した。 以上の結果から, PB相は動的相と同様に2光子状態下でも二重化可能であることがわかった。 これは量子精度の測定と量子状態工学にいくつかの意味を持つ。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.224466769492981
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: When a quantum system evolves so that it returns to its initial state, it will acquire a geometric phase acting as a memory of the transformation of a physical system, which has been experimentally measured in a variety of physical systems. In optics, the most prominent example is the Pancharatnam-Berry (PB) phase. Recent technological advances in phase and polarization structure have led to the discovery of high-order PB phases with structured light fields. The study on the high-order PB phase is limited in the context of elementary quantum states of light, especially in the case of photon number states. Here, we experimentally investigate the differences of high-order PB phases between single-photon and N00N states. Our results show that the PB phase, like the dynamic phase, can also be doubled under two-photon states, which can greatly improve the phase sensitivity for greater $N$ in N00N states and high-order structured photons. This may show some implications for quantum precision measurement and quantum state engineering based on geometric phase.
• Abstract（参考訳）: 量子系が初期状態に戻るように進化すると、様々な物理系で実験的に測定された物理系の変換の記憶として働く幾何学的位相を得る。 光学において最も顕著な例は、Pancharatnam-Berry (PB) 相である。 位相と偏光構造の最近の技術進歩は、構造光場を持つ高次PB相の発見につながっている。 高次PB相の研究は、光の基本的な量子状態、特に光子数状態の文脈において限られている。 本研究では, 単一光子状態とN00N状態の高次PB相の相違について実験的に検討した。 以上の結果から, PB相は動的相と同様に2光子状態下でも2倍になり, N00N状態と高次構造光子の相感度が大幅に向上することが示唆された。 これは幾何学的位相に基づく量子精度測定と量子状態工学にいくつかの意味を持つ。

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