論文の概要: Broadband spectral manipulation of single photons using cross-phase modulation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.15886v1
- Date: Thu, 21 Aug 2025 18:00:00 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-25 16:42:36.148508
- Title: Broadband spectral manipulation of single photons using cross-phase modulation
- Title（参考訳）: クロスフェーズ変調を用いた単一光子の広帯域スペクトル操作
- Authors: Kate L. Fenwick, Frédéric Bouchard, Guillaume Thekkadath, Philip J. Bustard, Duncan England, Benjamin J. Sussman,
- Abstract要約: 本報告では,帯域幅の広帯域周波数制御を実験的に実証する。
絶対周波数シフトは最大$+6.46pm0.01$,THzと$5.74pm0.01$,THzで、帯域幅操作は0.66pm0.03$から$8.4pm0.3$までの範囲である。
- 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: Manipulating the frequency and bandwidth of light is crucial in classical and quantum applications including communication, spectroscopy, imaging, and signal processing. Such capabilities also offer potential for interfacing disparate quantum systems in quantum networking and for quantum information processing. We experimentally demonstrate deterministic, broadband frequency control of heralded telecom-band single photons via cross-phase modulation in a short length of single-mode fiber. An intense, ultrafast pump pulse imposes a transient, intensity-dependent refractive-index gradient which imparts a tunable phase shift on the single photons. We present absolute frequency shifts of up to $+6.46\pm0.01$\,THz and $-5.74\pm0.01$\,THz, and bandwidth manipulation ranging from a factor of $0.66\pm0.03$ to $8.4\pm0.3$ times that of the input. Spectral measurements are acquired with a time-of-flight spectrometer and superconducting nanowire detectors. Our scheme offers a compact and scalable route to spectral routing and bandwidth engineering for ultrafast quantum networking and quantum information processing.
- Abstract（参考訳）: 光の周波数と帯域を操作することは、通信、分光、イメージング、信号処理を含む古典的および量子的応用において重要である。
このような機能は、量子ネットワークや量子情報処理において、異なる量子システムと対面する可能性も提供する。
我々は,短波長単一モードファイバのクロスフェーズ変調により,有理化されたテレコムバンド単一光子の決定的ブロードバンド周波数制御を実験的に実証した。
強烈な超高速ポンプパルスは、過渡的に強度に依存した屈折率勾配を課し、単一の光子に調整可能な位相シフトを与える。
絶対周波数シフトは$+6.46\pm0.01$\,THzと$5.74\pm0.01$\,THzで、帯域幅の調整は$0.66\pm0.03$から$8.4\pm0.03$までである。
スペクトル測定は、時間飛行分光計と超伝導ナノワイヤ検出器で取得される。
提案手法は、超高速量子ネットワークと量子情報処理のためのスペクトルルーティングと帯域幅エンジニアリングのためのコンパクトでスケーラブルな経路を提供する。
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