論文の概要: Towards Schrödinger Cat States in the Second Harmonic Generation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.24067v1
• Date: Wed, 25 Mar 2026 08:21:08 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-26 21:06:11.206464
• Title: Towards Schrödinger Cat States in the Second Harmonic Generation
• Title（参考訳）: 第2世代高調波におけるシュレーディンガー猫状態に向けて
• Authors: Ranjit Singh, Leonid A. Barinov, Grigori G. Amosov, Anatoly V. Masalov,
• Abstract要約: 強いポンプ劣化下における第2高調波発生時のポンプ場の量子進化について検討する。 ポンプはシュルディンガー・キャット状態に似た非古典的な位相空間構造を発達させる。 その結果、非線形周波数変換はポンプ場のマクロ的な重ね合わせのような状態を生成することが示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.1749935196721634
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We investigate the quantum evolution of the pump field in second-harmonic generation under strong pump depletion. Starting from a coherent state, the pump develops a nonclassical phase-space structure resembling a Schrödinger cat state. This behavior originates from phase instability induced by vacuum fluctuations of the harmonic mode. A rigorous quantum analysis has been performed for mean photon numbers up to $\langle \hat n \rangle = 100$ in pump mode. For larger photon numbers, up to $\langle \hat n \rangle = 10^{7}$, the dynamics have been analyzed using a classical trajectory method with sampled initial conditions that reproduces the main features of the quantum evolution. The results indicate that nonlinear frequency conversion can generate macroscopic superposition-like states of the pump field. Although the resulting state is not pure due to correlations with the second-harmonic wave, it remains non-classical with negative zones of Wigner function. These results indicate that strongly nonlinear frequency conversion can provide a scalable route toward macroscopic nonclassical states of light.
• Abstract（参考訳）: 強いポンプ劣化下における第2高調波発生時のポンプ場の量子進化について検討する。 コヒーレント状態から始めて、ポンプはシュレーディンガーの猫状態に似た非古典的な位相空間構造を発達させる。 この挙動は、ハーモニックモードの真空揺らぎによって誘起される位相不安定性に由来する。 平均光子数に対して、ポンプモードで$\langle \hat n \rangle = 100$まで厳密な量子解析が行われた。 より大きな光子数に対して、$\langle \hat n \rangle = 10^{7}$まで、これらのダイナミクスは量子進化の主要な特徴を再現するサンプル初期条件を持つ古典的な軌道法を用いて分析されてきた。 その結果、非線形周波数変換はポンプ場のマクロ的な重ね合わせのような状態を生成することが示唆された。 結果として得られる状態は第二高調波との相関のため純粋なものではないが、ウィグナー関数の負のゾーンと古典的ではない。 これらの結果は、強い非線形周波数変換が、光のマクロ的な非古典状態へのスケーラブルな経路をもたらすことを示唆している。

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