論文の概要: Practical considerations for assignment of photon numbers with SNSPDs
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.00714v1
- Date: Wed, 01 Oct 2025 09:48:43 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-03 14:32:17.19839
- Title: Practical considerations for assignment of photon numbers with SNSPDs
- Title（参考訳）: SNSPDを用いた光子数割当ての実際的考察
- Authors: Timon Schapeler, Isabell Mischke, Fabian Schlue, Michael Stefszky, Benjamin Brecht, Christine Silberhorn, Tim J. Bartley,
- Abstract要約: 超伝導ナノワイヤ単光子検出器(SNSPD)は光子数分解能(PNR)を可能にする
本研究は,光パルス形状と持続時間が精度に与える影響について検討する。
- 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: Superconducting nanowire single-photon detectors (SNSPDs) can enable photon-number resolution (PNR) based on accurate measurements of the detector's response time to few-photon optical pulses. In this work we investigate the impact of the optical pulse shape and duration on the accuracy of this method. We find that Gaussian temporal pulse shapes yield cleaner arrival-time histograms, and thus more accurate PNR, compared to bandpass-filtered pulses of equal bandwidth. For low system jitter and an optical pulse duration comparable to the other jitter contributions, photon numbers can be discriminated in our system with a commercial SNSPD. At 60 ps optical pulse duration, photon-number discrimination is significantly reduced. Furthermore, we highlight the importance of using the correct arrival-time histogram model when analyzing photon-number assignment. Using exponentially-modified Gaussian (EMG) distributions, instead of the commonly used Gaussian distributions, we can more accurately determine photon-number misidentification probabilities. Finally, we reconstruct the positive operator-valued measures (POVMs) of the detector, revealing sharp features which indicate the intrinsic PNR capabilities.
- Abstract（参考訳）: 超伝導ナノワイヤ単光子検出器(SNSPD)は、検出器の光パルスに対する応答時間の正確な測定に基づいて光子数分解能(PNR)を実現することができる。
本研究は,光パルス形状と持続時間が精度に与える影響について検討する。
ガウスの時間パルス形状は,帯域幅が等しいバンドパスフィルタパルスと比較して,よりクリーンな到着時ヒストグラムとなり,より正確なPNRが得られる。
低系統ジッタと他のジッタコントリビューションに匹敵する光パルス持続時間では,市販のSNSPDで光子数を判別することができる。
60psの光パルス長では、光子数差が著しく減少する。
さらに,光子数割り当ての解析において,正確な到着時刻ヒストグラムモデルを用いることの重要性を強調した。
指数修正ガウス分布(EMG)を用いて、一般的に用いられるガウス分布の代わりに、光子数誤同定確率をより正確に決定することができる。
最後に,検出器の正の演算子評価尺度(POVM)を再構成し,本質的なPNR機能を示す鋭い特徴を明らかにする。
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