論文の概要: Attosecond Control of Squeezed Light
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.17046v1
- Date: Thu, 18 Dec 2025 20:20:03 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-22 19:25:54.160276
- Title: Attosecond Control of Squeezed Light
- Title（参考訳）: スクイーズ光のアト秒制御
- Authors: Russell Zimmerman, Shashank Kumar, Shiva Kant Tiwari, Eric Liu, Francis Walz, Siddhant Pandey, George J. Economou, Hadiseh Alaeian, Chen-Ting Liao, Valentin Walther, Niranjan Shivaram,
- Abstract要約: 非線形過程で発生する超高速の励起光を振幅印加から位相印加に変更できることを実証する。
その結果、二次的なスクイージングに対する前例のないレベルの制御を持つ量子光源の開発に大きな影響を及ぼす。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.249808754794313
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Squeezed light has revolutionized quantum metrology by enhancing interferometry for sensitive applications such as the detection of gravitational waves. Squeezed light has also played a pivotal role in quantum information science with numerous applications in quantum computing and communication. Previously, squeezed light has been primarily generated using nonlinear optical interactions, where control of the degree of squeezing was possible by tuning the nonlinearity of the generating medium using suitable material engineering. Here, we modulate the third-order nonlinear response in dielectrics with strong ultrafast laser fields to control the degree of squeezing on attosecond time scales. We demonstrate the ability to change the ultrafast squeezed light generated in the nonlinear process from amplitude-squeezed to phase-squeezed by controlling the strong-field-driven nonlinear response of the material through a sub-cycle phase delay between the input femtosecond laser pulses. The squeezing of quantum noise is measured using a frequency-resolved balanced homodyne detection scheme capable of extracting the field quadratures in different frequency modes simultaneously. Using this frequency-resolved measurement we extract the complete coherency matrix containing the quantum correlations between field quadratures across different frequency modes of the femtosecond squeezed light pulse. These results have major implications for the development of quantum light sources with unprecedented levels of control over quadrature squeezing, for applications in multimode quantum information processing, and for measuring transient quantum matter correlations via transduction to quantum field correlations in an ultrafast light-matter interaction.
- Abstract（参考訳）: スクイーズド光は、重力波の検出などの敏感な応用のための干渉計を強化することで量子距離論に革命をもたらした。
スクイーズド光は量子情報科学においても重要な役割を担い、量子コンピューティングや通信にも多くの応用がなされている。
従来, 圧縮光は主に非線形光学的相互作用を用いて生成され, 適切な材料工学を用いて, 生成媒体の非線形性を調整することで, スクイージングの度合いの制御が可能であった。
ここでは, 強い超高速レーザー場を持つ誘電体における3次非線形応答を変調し, アト秒時間スケールでのスクイージングの程度を制御した。
入力フェムト秒レーザーパルス間のサブサイクル位相遅延により, 材料の強磁場駆動非線形応答を制御することにより, 非線形過程で発生する超高速励起光を振幅印加から位相印加に変化させることができることを示す。
周波数分割された平衡ホモダイン検出スキームを用いて、異なる周波数モードの場を同時に抽出できる量子ノイズのスクイーズ計測を行う。
この周波数分解測定を用いて、フェムト秒圧縮光パルスの異なる周波数モード間での場の量子相関を含む完全コヒーレンシ行列を抽出する。
これらの結果は、二次スキーズに対する前例のない制御レベルを持つ量子光源の開発、マルチモード量子情報処理への応用、超高速光-物質相互作用における量子場相関へのトランスダクションによる過渡量子物質相関の測定に大きな影響を与える。
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