論文の概要: Kerr-induced non-Gaussianity of ultrafast bright squeezed vacuum

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.17797v1
• Date: Fri, 19 Dec 2025 17:01:39 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-22 19:25:54.506023
• Title: Kerr-induced non-Gaussianity of ultrafast bright squeezed vacuum
• Title（参考訳）: 超高速励起真空のカー誘起非ガウス性
• Authors: Andrei Rasputnyi, Ilya Karuseichyk, Gerd Leuchs, Denis Seletskiy, Maria Chekhova,
• Abstract要約: 非ガウス状態の光は、フォールトトレラント量子コンピューティングにとって重要な資源である。 光のマクロ状態にKerr非線形性を導入することにより、明るい非ガウス状態の決定論的生成を示す。 この研究は量子光学と超高速非線形光学のギャップを埋め、量子応用への道を開く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Non-Gaussian states of light are a critical resource for fault-tolerant quantum computing and enhanced metrology, but are typically faint and often obtained via post-selection. Here, we demonstrate the deterministic generation of a bright non-Gaussian state by introducing a Kerr nonlinearity to a macroscopic state of light called bright squeezed vacuum (BSV). To characterize the resulting state, we use a single-shot f-2f interferometer to sample its Husimi function. We observe a clear transformation from a 2D Gaussian distribution to an 'S'-shaped non-Gaussian profile, which is the direct statistical evidence of the intensity-dependent nonlinear phase. The negativity of the Wigner function, which is an intrinsic property of any pure non-Gaussian state, cannot be observed because BSV is a mixed state even under minute optical loss. However, we show that BSV can be considered as a mixture of pure squeezed coherent states, for some of which Kerr-induced Wigner-function negativity is quite tolerant to loss. This work bridges the gap between quantum optics and ultrafast nonlinear optics, opening a path to quantum applications that require high photon flux.
• Abstract（参考訳）: 非ガウス状態の光は、フォールトトレラント量子コンピューティングや拡張メロロジーにとって重要な資源であるが、一般的には暗く、ポストセレクションによってしばしば得られる。 ここでは、明るい圧縮真空(BSV)と呼ばれる光のマクロ状態にKerr非線形性を導入することで、明るい非ガウス状態の決定論的生成を示す。 得られた状態を特徴付けるため、単一ショットf-2f干渉計を用いてそのフシミ関数をサンプリングする。 2次元ガウス分布から「S」型非ガウスプロファイルへの明確な変換が観察され、これは強度依存非線形位相の直接的な統計的証拠である。 純粋な非ガウス状態の固有の性質であるウィグナー函数の負性は、BSVが微小光学損失下でも混合状態であるため観測できない。 しかし,BSVは純粋に圧縮されたコヒーレント状態の混合とみなすことができ,Kerrにより引き起こされたウィグナー関数の負性性は損失にかなり耐性がある。 この研究は量子光学と超高速非線形光学のギャップを埋め、高い光子束を必要とする量子アプリケーションへの道を開く。

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