論文の概要: Quantum Complementarity ad Infinitum: Switching Higher-Order Coherence from Infinity to Zero

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.15890v1
• Date: Sun, 20 Jul 2025 03:06:18 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-23 21:34:13.792572
• Title: Quantum Complementarity ad Infinitum: Switching Higher-Order Coherence from Infinity to Zero
• Title（参考訳）: 量子相補性広告無限性:高次コヒーレンスを無限からゼロに切り替える
• Authors: Arash Azizi,
• Abstract要約: 状態は多重光子相関の完全な量子スイッチとして機能する。 すべての数値的な高次相関(g(k)$ for $k ge 3$)を0に駆動することができる。 この研究は、多光子統計学における量子相補性の基本的な証明を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We report a profound manifestation of quantum complementarity in the higher-order photon statistics of the ``Janus state,'' a coherent superposition of two squeezed vacua. We find that the state acts as a perfect quantum switch for multi-photon correlations, toggled by the availability of which-path information. Erasing this information activates quantum interference that can be tuned to be maximally destructive. This reveals a remarkable hierarchy of suppression: while two-photon correlations remain finite, we prove analytically and demonstrate numerically that it is possible to drive all higher-order correlations ($g^{(k)}$ for $k \ge 3$) to zero. This transition from the extreme bunching of the constituent states ($g^{(k)} \to \infty$) to a state of profound quantum order is visualized by the emergence of negativity in the state's Wigner function, an unambiguous signature of non-classicality. This work provides a foundational demonstration of quantum complementarity in multi-photon statistics and introduces a new paradigm for engineering highly ordered, non-classical light from Gaussian resources.
• Abstract（参考訳）: 我々は,2つの圧縮された真空のコヒーレントな重ね合わせである'Janus state'の高次光子統計学において,量子相補性の深い表象を報告した。 状態は多光子相関のための完璧な量子スイッチとして機能し、どのパス情報が利用できるかによって切り替えられる。 この情報の消去は、極端に破壊されるように調整できる量子干渉を活性化させる。 2光子相関は有限であるが、解析的に証明し、すべての高次相関(g^{(k)$ for $k \ge 3$)を0に駆動できることを数値的に証明する。 この構成状態(g^{(k)} \to \infty$)の極端な集団化から深い量子秩序の状態への遷移は、非古典性の曖昧なシグネチャである州のウィグナー函数における負性の出現によって可視化される。 この研究は、多光子統計学における量子相補性の基本的な実証を提供し、ガウスの資源から高度に秩序づけられた非古典的な光を工学する新しいパラダイムを導入する。

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