論文の概要: Single Photon Cross-Phase Shifts Can Be Enhanced by Localization in both Frequency and Time
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.11516v1
- Date: Tue, 09 Jun 2026 23:30:23 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-11 16:42:38.214572
- Title: Single Photon Cross-Phase Shifts Can Be Enhanced by Localization in both Frequency and Time
- Title（参考訳）: 単一光子クロスパルスシフトは、周波数と時間の両方の局在化によって増強される
- Authors: Xinyu Jiao, Vida-Michelle Nixon, Kyle Thompson, Aephraim Steinberg,
- Abstract要約: 単一光子光学非線形性は基本的なトレードオフに直面している: 最大非線形性はスペクトル共鳴(狭帯域)と高ピーク強度(短期間)の両方を必要とする。
この制限がポストセレクションの場合に必要ではないことを実験的に実証した。
この研究は、周波数と時間の同時知識による新しい結果を明らかにし、粒子がどのように振る舞うかに関する新しい基礎的な疑問を提起する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.5681641502558186
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Single-photon optical nonlinearities face a fundamental trade-off: maximum nonlinearity requires both spectral resonance (narrow bandwidth) and high peak intensity (short duration), constraints that are incompatible due to the time-energy uncertainty relation. We demonstrate experimentally that this limitation does not need to exist in cases involving post-selection. We measure a cross-phase shift (XPS) produced by a resonant photon from a narrow-band source that is first transmitted through a cold atomic cloud and then localized in time through detection. The peak size of this XPS is greatly enhanced compared to that of Gaussian single-photon-level pulses without post-selection, benefiting from the narrow bandwidth of the resonant prepared state and the high intensity of the post-selected state simultaneously. We measure enhancements in the peak XPS of 6$\pm$1 at an optical depth (OD) of 2.4$\pm$0.1, and our results are in qualitative agreement across a range of optical depths with the recently developed weak value theory of atomic excitation [Thompson et al., APL Quantum 2, 036108 (2025)] for such post-selected photons. This work uncovers new consequences of having simultaneous knowledge of frequency and time, raising new foundational questions about how a particle behaves, and interacts with other systems, when its preparation and post-selection are non-commuting.
- Abstract（参考訳）: 最大非線形性はスペクトル共鳴(狭帯域)と高ピーク強度(短期間)の両方を必要とする。
この制限がポストセレクションの場合に必要ではないことを実験的に実証した。
我々は、低温原子雲を最初に透過し、検出によって時間的に局在する狭帯域源から共振子光子によって生じるクロスフェーズシフト(XPS)を測定する。
このXPSのピークサイズは、選択後のないガウス単光子レベルのパルスに比べて大幅に向上し、共振準備状態の狭い帯域幅と選択後状態の高強度から恩恵を受ける。
我々は、光深度2.4$\pm$0.1の光深度で6$\pm$1のピークXPSの増分を測定し、この結果は、最近開発された原子励起の弱い値理論(Thompson et al , APL Quantum 2, 036108 (2025))と、様々な光学深度で定性的に一致している。
この研究は、周波数と時間の同時知識を持つことによる新しい結果を明らかにし、粒子がどのように振る舞うかに関する新しい基礎的な疑問を提起し、その準備と後選択が非可換である場合、他のシステムと相互作用する。
関連論文リスト
- Quantum interference between spectral bandwidth mismatched photons [0.0]
電気光学時間レンズを用いたスペクトル帯域不一致光子間の非古典的2光子干渉を実現するための効率的なアプローチを実験的に実証した。
我々は10倍帯帯域ミスマッチの光子間の香港・奥羽・マンデル干渉の可視性を12倍以上に向上させる。
この結果により、ハイブリッド量子通信、テレポーテーション、絡み合い交換、分散センシング、ハイブリッド量子コンピューティングのための異なる時間スケールで動作する量子システムを効率的に統合することが可能になる。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-01-17T18:11:56Z) - Asymmetric two-photon response of an incoherently driven quantum emitter [0.0]
量子エミッタは、レーザーパルスによって励起されると、高い確率で正確に1つの光子を放出することを約束する。
レーザーパルス中の再励起は、2つの光子の連続放出を引き起こすため、単一光子の純度は制限される。
ここでは,フォノン支援励起によるプロセスの質的差異を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-07-09T17:44:41Z) - Extracting pairs of time-bin entangled photons from resonance fluorescence [2.4979362117484722]
共鳴蛍光から自然に時間双絡光子を抽出することができる。
エンタングルメントはエミッタの弱い励起と強い励起の両方のために持続することを示す。
その結果, 共鳴蛍光を時間結合光子対の効率的な光源として確立した。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-04-15T15:33:14Z) - Experimental entanglement swapping through single-photon $χ^{(2)}$ nonlinearity [0.3747501273234419]
単光子間の総周波発生による絡み合わせを,$chi(2)$-非線形光導波路で示す。
超低暗数超伝導単光子検出器を用いた高信号対雑音比(SNR)、安定した総周波発生型エンタングルメント・ヘルダーは、前例のないSNR要件を満たすことができることを示す。
その結果, 交換状態の忠実度は0.770(76)以下であることが確認された。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-11-26T09:44:50Z) - Strong coupling between a single-photon and a two-photon Fock state [44.00303450801203]
超強結合回路QED系における単一光子と2光子フォック状態の強い結合を実験的に観察した。
結果は、量子非線形光学の新しい体制への重要な一歩である。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-05T10:23:14Z) - All-optical modulation with single-photons using electron avalanche [66.27103948750306]
シリコン中の電子雪崩による全光変調を実証する。
我々のアプローチは、ギガヘルツ速度と、さらに高速な光スイッチングの可能性を開く。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-18T20:14:15Z) - Two-photon absorption cross sections of pulsed entangled beams [0.0]
絡み合った2光子吸収(ETPA)は非線形量子分光の基礎を形成することができる。
量子増幅断面積は、非常に大きな光子数でも持続可能であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-11-30T19:57:41Z) - Hyper-entanglement between pulse modes and frequency bins [101.18253437732933]
2つ以上のフォトニック自由度(DOF)の間の超絡み合いは、新しい量子プロトコルを強化し有効にすることができる。
パルスモードと周波数ビンとの間に超絡み合った光子対の生成を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-24T15:43:08Z) - On-chip quantum information processing with distinguishable photons [55.41644538483948]
多光子干渉は光量子技術の中心にある。
そこで本研究では,共振器型集積光子源に必要なスケールで変形した光子を干渉させるのに十分な時間分解能で検出を実装できることを実験的に実証した。
ボソンサンプリング実験において,非イデアル光子の時間分解検出がエンタングル操作の忠実度を向上し,計算複雑性の低減を図ることができることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-10-14T18:16:49Z) - Ultrabright and narrowband intra-fiber biphoton source at ultralow pump
power [51.961447341691]
高輝度の非古典的な光子源は、量子通信技術の鍵となる要素である。
ここでは,中空コアファイバ内の低温原子の光密度アンサンブルに自発4波混合を用いることで,狭帯域非古典光子対の生成を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-08-10T09:04:15Z) - Telecom-band Hyperentangled Photon Pairs from a Fiber-based Source [49.06242674127539]
偏光および周波数DoFの両面に重接する通信帯域双光子の発生を実験的に実証した。
ハイパーエンタングルメント・ソースによって生成される状態は、高密度符号化や高次元量子鍵分布などのプロトコルを可能にする。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-06T21:37:43Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。