論文の概要: Selective filtering of multi-photon events from a single-photon emitter

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.22378v1
• Date: Fri, 27 Jun 2025 16:47:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-30 21:12:23.293797
• Title: Selective filtering of multi-photon events from a single-photon emitter
• Title（参考訳）: 単一光子エミッタからの多光子事象の選択的フィルタリング
• Authors: Friedrich Sbresny, Carolin Calcagno, Sang Kyu Kim, Katarina Boos, William Rauhaus, Frederik Bopp, Hubert Riedl, Jonathan J. Finley, Eduardo Zubizarreta Casalengua, Kai Müller,
• Abstract要約: 単一光子純度は多くの光の量子状態の最も重要な指標の1つである。 フォトニック量子技術における応用には、その誤差導入の性質のため、多重光子誤差率の最小化が必要である。 ここでは、単光子純度に対するこの基本的な制限でさえ、多重光子誤差を形成する個々の光子の分光時間特性が異なるために克服できることを示した。
• 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: Single-photon purity is one of the most important key metrics of many quantum states of light. For applications in photonic quantum technologies, e.g. quantum communication and linear optical quantum computing, a minimization of the multi-photon error rate is required because of its error-introducing nature. Ultimately, the purity of state-of-the-art single-photon sources was found to be limited by spontaneous emission and subsequent reexcitation during the interaction with the driving field. Here, we demonstrate that even this fundamental limit to the single-photon purity can be overcome due to the distinct spectro-temporal properties of the individual photons forming multi-photon errors. For driving pulses shorter than the emitter lifetime, we find that photons emitted during the pulse exhibit a significantly broader spectral shape than the emitter's natural linewidth. Thus, we can selectively filter out the majority of this instantaneously emitted photon by employing narrowband spectral filters which reduces the measured degree of second-order coherence at zero time delay by almost one order of magnitude. This enables a significant suppression of the multi-photon error rate without detrimental effects on the desired single-photon emission.
• Abstract（参考訳）: 単一光子純度は多くの光の量子状態の最も重要な指標の1つである。 フォトニック量子技術、例えば量子通信や線形光量子コンピューティングの応用には、その誤差導入の性質から、多重光子誤差率の最小化が必要である。 最終的に、最先端の単一光子源の純度は、駆動場との相互作用中に自然放出とその後の再励起によって制限されることがわかった。 ここでは、単光子純度に対するこの基本的な制限でさえ、多重光子誤差を形成する個々の光子の分光時間特性が異なるために克服できることを示した。 パルスの駆動寿命がエミッタ寿命より短い場合、パルス中に放出される光子はエミッタの自然な線幅よりもかなり広いスペクトル形状を示す。 したがって、この瞬発光子の大部分を狭帯域スペクトルフィルタを用いて選択的にフィルタし、ゼロ時間遅延における2次コヒーレンスの測定度をほぼ1桁の精度で低減することができる。 これにより、所望の単光子放出に有害な影響を及ぼすことなく、多光子誤差率を著しく抑制することができる。

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