論文の概要: Generation of Near-ideal Indistinguishable Two-Photon State by Incoherent Light
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.12066v1
- Date: Wed, 16 Jul 2025 09:23:57 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-17 19:00:11.330322
- Title: Generation of Near-ideal Indistinguishable Two-Photon State by Incoherent Light
- Title（参考訳）: 非コヒーレント光による近接理想不連続二光子状態の生成
- Authors: Yue-Wei Song, Ming-Yuan Gao, Zhi-Cheng Guo, Zheng-He Zhou, Yin-Hai Li, Guang-Can Guo, Zhi-Yuan Zhou, Bao-Sen Shi,
- Abstract要約: 2光子のHong-Ou-Mandel干渉効果はソース品質のベンチマークとなる。
コヒーレントポンプは量子源を作るのに欠かせないものと考えられている。
本研究では、不整合光により区別不能な2光子状態を生成する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.4793736102381296
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: High-quality quantum states lie at the heart of advanced quantum information processing. The degree of photon indistinguishability is critical for applications from photonic quantum computation to precision metrology. The two-photon Hong-Ou-Mandel (HOM) interference effect provides a rigorous quantification method, with its visibility serving as the ultimate benchmark for source quality. Generally, the coherent pumping is widely regarded as indispensable for the preparation of quantum sources. As a result, incoherent light sources have seen limited applications in the current quantum technologies. In this work, we generate an indistinguishable two-photon state by incoherent light generated by frequency doubling of Amplified Spontaneous Emission light. The theoretical analysis indicates that phase randomization of the pumping does not affect the coincidence visibility in two-photon intensity interference. Moreover, temporal incoherence further enhances the symmetry of the generated spectrum in second-harmonic generation. In the experiment, the incoherently pumped photon sources exhibit a heralding efficiency of approximately 60\% and a coincidence-to-accidental ratio exceeding 15000. The observed HOM interference fringes show the visibility of 99.1\% without any spectrum filtering, confirming the near-ideal indistinguishability of the photons. Our study reveals the role of temporal coherence in second-order nonlinear interactions, it provide a potential approach to use an easily accessible incoherent light for engineering high-quality quantum sources.
- Abstract（参考訳）: 高品質な量子状態は、高度な量子情報処理の中心にある。
フォトニック量子計算から精密メトロジーへの応用には、光子の不識別性の程度が重要である。
二光子であるHong-Ou-Mandel(HOM)干渉効果は厳密な定量化法を提供し、その可視性はソース品質の最終的なベンチマークとして機能する。
一般に、コヒーレントポンプは量子源の作成には不可欠であると考えられている。
その結果、非コヒーレント光源は現在の量子技術に限られている。
本研究では、増幅された自発発光光の周波数倍の非コヒーレント光により、区別不能な2光子状態を生成する。
理論的解析により、ポンプの位相ランダム化は2光子強度干渉の偶然の可視性に影響を与えないことが示された。
さらに、時間的不整合は、第二高調波発生において生成されたスペクトルの対称性をさらに高める。
この実験では、不整合励起光子源は、約60 %のシャード効率を示し、偶然と事故の比率は15,000以上である。
観察されたHOM干渉線は、スペクトルフィルタリングなしで99.1\%の可視性を示し、光子のほぼ理想的不明瞭性を確認する。
本研究は,2次非線形相互作用における時間的コヒーレンスの役割を明らかにする。
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