論文の概要: Counter-propagating Entangled Photon Pairs from a Monolayer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.06860v1
• Date: Sat, 09 Aug 2025 07:00:30 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-12 21:23:28.585627
• Title: Counter-propagating Entangled Photon Pairs from a Monolayer
• Title（参考訳）: 単層膜からの対向伝播光子対
• Authors: Zhuoyuan Lu, Jiri Janousek, Syed M. Assad, Shuyao Qiu, Mayank Joshi, Yecheng Hu, Alex Y Song, Chuanyu Wang, Manuka Suriyage, Jie Zhao, Ping Koy Lam, Yuerui Lu,
• Abstract要約: 原子間物質中の非相整合自発的パラメトリックダウンコンバージョンは、新しい自由度と量子情報容量の増強をもたらす。 これらのシステムは量子コンピューティング、通信、イメージングのための有望なプラットフォームとして登場した。 共分散光子対と逆伝播光子対の測定によりモデルの有効性を実験的に検証した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.4064946786374424
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Non-phase-matched spontaneous parametric down-conversion (SPDC) in atomically thin materials provides new degrees of freedom and enhanced quantum information capacity compared to conventional phase-matched sources. These systems emerged as promising platforms for quantum computing, communication, and imaging, with the potential to support higher-order nonlinear processes. However, direct observation of photon-pair emission from a monolayer has remained experimentally challenging. In this work, we theoretically modeled SPDC emission across the full angular space from a monolayer GaSe film and experimentally validated the model through measurements of both co- and counter-propagating photon pairs. We demonstrated two-photon quantum correlations in the telecom C-band from the thinnest SPDC source reported to date. The spatially symmetric, broadband emission predicted by theory was confirmed experimentally. Furthermore, we observed high-fidelity Bell states in the counter-propagating configuration, marking the first realization of polarization-entangled photon pairs from a monolayer. Our results revealed the emission characteristics of SPDC in the deeply subwavelength, non-phase-matched regime, and introduced atomically thin, counterpropagating SPDC as a scalable and integrable platform for programmable quantum state generation, extendable via moir\'e superlattice engineering.
• Abstract（参考訳）: 原子間物質中の非相整合自然パラメトリックダウンコンバージョン(SPDC)は、従来の相整合源と比較して新しい自由度と量子情報の容量を向上する。 これらのシステムは量子コンピューティング、通信、イメージングのための有望なプラットフォームとして出現し、高次の非線形プロセスをサポートする可能性があった。 しかし、単層膜からの光子対放出を直接観察することは実験的に困難である。 本研究では,単層GaSe膜から全角空間にわたるSPDC放射を理論的にモデル化し,光子対と反伝播光子対の測定により実験的検討を行った。 現在報告されている最も薄いSPDC源からの通信Cバンドにおける2光子量子相関を実証した。 理論により予測された空間対称のブロードバンド放射は実験的に確認された。 さらに, 単層膜からの偏光-絡み合った光子対を初めて実現し, 反伝播状態における高忠実なベル状態が観察された。 以上の結果から,SPDCの極低波長非位相整合状態における発光特性が明らかになり,超格子工学により拡張可能なプログラム可能な量子状態生成のためのスケーラブルで統合可能なプラットフォームとして,原子的に薄く,逆伝播するSPDCが導入された。

関連論文リスト

• Two-photon Interference of Biphotons Emitted by Overlapping Resonances in Metasurfaces [0.0903415485511869]
  2光子干渉は量子状態工学の強力なツールである。 量子光メタサーフェス(QOM)は、量子光発生のための有望なプラットフォームとして出現している。 本稿では,[110]配向GaAsを用いたQOMの開発を行い,SPDC速度の最大値向上を図っている。 この効率の向上により、QOMは複数のスペクトル重なり合う光学モードからSPDCを同時に生成できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-01-21T03:07:58Z)
• Stimulated emission tomography for efficient characterization of spatial entanglement [2.3712403308529137]
  本研究では, 自然発生過程と比較して, 検出された光子の平均個数が数桁増加することを示す。 SET測定では、特定モード特性を備えた強信号場によりパラメトリックダウンコンバージョンがシードされる。 我々は,強いアイドラー生成と空間モード分布の理論的予測との良好な一致を観察する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-03-08T04:27:19Z)
• Band Gap Engineering and Controlling Transport Properties of Single Photons in Periodic and Disordered Jaynes-Cummings Arrays [0.0]
  周期的および位置不規則なJaynes-Cummingsアレイにおける単一光子輸送特性について検討した。 乱れの場合、単一光子透過曲線はバンド形成の消失を示す。 この研究の結果は、光学領域における量子多体効果の研究に応用できるかもしれない。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-26T22:32:21Z)
• Generation and characterization of polarization-entangled states using quantum dot single-photon sources [0.0]
  半導体量子ドットに基づく単一光子源は、量子情報処理にいくつかの応用がある。 このアプローチは、光子対を偏光度で生成するシンプルでコンパクトな設計によって実現される。 我々の情報源は、生成した絡み合った状態の長期的安定性と高品質を示すので、光学量子技術の信頼性の高い構築ブロックを構成することができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-08-04T16:07:12Z)
• Engineering the impact of phonon dephasing on the coherence of a WSe$_{2}$ single-photon source via cavity quantum electrodynamics [36.88715167286119]
  Emitter dephasingは固体単一光子源の性能の鍵となる問題の一つである。 単一WSe$単層ドットから放射される光子のコヒーレンスを、スペクトル共振器共振器に選択的に結合させることにより調整および設計可能であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-07-13T16:41:06Z)
• High-dimensional quantum correlation measurements with an adaptively gated hybrid single-photon camera [58.720142291102135]
  本研究では,高空間分解能センサと高時間分解能検出器を組み合わせた適応ゲート型ハイブリッド高分解能カメラ(HIC)を提案する。 空間分解能は9メガピクセル近く、時間分解能はナノ秒に近いため、このシステムは以前は実現不可能だった量子光学実験の実現を可能にする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-25T16:59:27Z)
• Silicon nitride waveguides with intrinsic single-photon emitters for integrated quantum photonics [97.5153823429076]
  我々は、SiN中の固有の単一光子放射体から、同じ物質からなるモノリシック集積導波路への光子の最初のカップリングに成功したことを示す。 その結果、スケーラブルでテクノロジー対応の量子フォトニック集積回路の実現に向けた道を開いた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-05-17T16:51:29Z)
• Position-controlled quantum emitters with reproducible emission wavelength in hexagonal boron nitride [45.39825093917047]
  低次元層状材料中の単一光子エミッタ(SPE)は、最近、統合と極端に小型化の見地から大きな関心を集めている。 ここでは、選択された場所で電子ビームによって活性化される高純度合成六方晶窒化ホウ素(hBN)中のSPEを実証する。 本研究は,2次元材料における同一量子エミッタに基づくトップダウン集積デバイスの実現に向けた重要なステップである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-11-24T17:20:19Z)
• Spontaneous Parametric Down-Conversion from Subwavelength Nonlinear Films [0.0]
  サブコンバージョンフィルムからの自然パラメトリックダウン波長(SPDC)による光子対生成を実証する。 スペクトル帯域500;nmの光子対を得た。 本実験は,QOMを含むフラットSPDC源の開発に向けた基礎となるものである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-09-01T10:07:11Z)
• Entangled Photon-Pair Sources based on three-wave mixing in bulk crystals [61.84816391246232]
  絡み合った光子対は量子鍵分布からテレポーテーションまで、量子通信プロトコルにおいて重要な資源である。 量子ネットワークの普及により、展開可能な高性能な光子対光源への関心が高まっている。 本書は, バルク光学系SPDC源の連続波ポンプを用いた最新技術について概説する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-07-30T10:35:06Z)
• Hyperentanglement in structured quantum light [50.591267188664666]
  光の自由度が1つ以上の高次元量子系の絡み合いは、情報容量を増大させ、新しい量子プロトコルを可能にする。 本稿では、時間周波数およびベクトル渦構造モードで符号化された高次元・耐雑音性ハイパーエンタングル状態の関数的情報源を示す。 我々は2光子干渉と量子状態トモグラフィーによって特徴付けるテレコム波長で高い絡み合った光子対を生成し、ほぼ均一な振動と忠実さを達成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-06-02T18:00:04Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。