論文の概要: Multiphoton Interference with a symmetric SU(N) beam splitter and the generalization of the extended Hong-Ou-Mandel effect

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.03395v1
• Date: Tue, 06 Jan 2026 20:16:13 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-09 02:15:23.061919
• Title: Multiphoton Interference with a symmetric SU(N) beam splitter and the generalization of the extended Hong-Ou-Mandel effect
• Title（参考訳）: 対称SU(N)ビームスプリッタを用いた多光子干渉と拡張Hong-Ou-Mandel効果の一般化
• Authors: Paul M. Alsing, Richard J. Birrittella, Peter L. Kaulfuss,
• Abstract要約: 対称$SU(N)$ビームスプリッタ$S_N$による多光子干渉について検討した。 任意の$N$に対してPerm()$に対する制約方程式を開発し、それが 0 であるかどうかを決定できる。 この研究の重点は、全零振幅のサブ振幅の別々のグループにおいて、全体的な破壊的干渉がどのように起こるかである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: We examine multiphoton interference with a symmetric $SU(N)$ beam splitter $S_N$, an extension of features of the $SU(2)$ 50/50 beam splitter extended Hong-Ou-Mandel (eHOM) effect, whereby one obtains a zero amplitude (probability) for the output coincidence state (defined by equal number of photons $n/N$ in each output port), when a total number $n$ of photons impinges on the $N$-port device. These are transitions of the form $|n_1,n_2,\ldots,n_N\rangle\overset{S_N}{\to}|n/N\rangle^{\otimes N}$, where $n=\sum_{i=1}^N n_i$, which generalize the Hong-Ou-Mandel (HOM) effect $|1,1\rangle \overset{S_2}{\to}|1,1\rangle $, the eHOM effect $|n_1,n_2\rangle \overset{S_2}{\to}|\tfrac{n_1+n_2}{2},\tfrac{n_1+n_2}{2}\rangle $, and the generalized HOM effect (gHOM) $|1\rangle^{\otimes N}\overset{S_N}{\to}|1\rangle^{\otimes N}$, which have previously been studied in the literature. The emphasis of this work is on illuminating how the overall destructive interference occurs in separate groups of destructive interferences of sub-amplitudes of the total zero amplitude. We develop symmetry properties for the generalized eHOM effect (geHOM) $|n_1,n_2,\ldots,n_N\rangle\overset{S_N}{\to}|n/N\rangle^{\otimes N}$ involving a zero amplitude governed by Perm($Λ$)=0, for an appropriately constructed matrix $Λ(S_N)$ built from the matrix elements of $S_N$. We develop an analytical constraint equation for Perm$(Λ)$ for arbitrary $N$ that allows us to determine when it is zero. We generalize the SU(2) beam splitter feature of central nodal line (CNL), which has a zero diagonal along the output probability distribution when one of the input states is of odd parity (containing only odd number of photons), to the general case of $N = 2 * N'$ where $N'\in odd$.
• Abstract（参考訳）: 我々は、出力一致状態(各出力ポートにおける光子$n/N$の等しい数で定義される)に対するゼロ振幅(確率)を得る、$SU(2)$50/50ビームスプリッター拡張Hong-Ou-Mandel(eHOM)効果の機能拡張である$S_N$による多重光子干渉について検討する。 それらは $|n_1,n_2,\ldots,n_N\rangle\overset{S_N}{\to}|n/N\rangle^{\otimes N}$, where $n=\sum_{i=1}^N n_i$, which which generalize the Hong-Ou-Mandel (HOM) effect $|1,1\rangle \overset{S_2}{\to}|1,1\rangle $, eHOM effect $|n_1,n_2\rangle \overset{S_2}{\to}|\tfrac{n_1+n_2}{2},\tfrac{n_1+n_2}{2},\tfrac{n_1+n_2}{2}\rangle $, and generalized effect HOM (M) $|1,1\rangle N} である。 この研究の重点は、全零振幅のサブ振幅の破壊的干渉の別々のグループにおいて、全体的な破壊的干渉がどのように起こるかを明らかにすることである。 一般化された eHOM 効果 (geHOM) $|n_1,n_2,\ldots,n_N\rangle\overset{S_N}{\to}|n/N\rangle^{\otimes N}$ に対して、適切に構成された行列 $\(S_N)$ に対してPerm($)=0 で支配される零振幅を含む対称性特性を開発する。 任意の$N$に対してPerm$( )$ に対する解析的制約方程式を開発し、それが 0 であるかどうかを決定できる。 入力状態の1つが奇数のパリティ(奇数の光子のみを含む)であるとき、出力確率分布に沿ってゼロ対角を持つ中心結節線(CNL)のSU(2)ビームスプリッタ特性を、$N = 2 * N'$の一般の場合に対して一般化する。

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