論文の概要: Three-Photon and Hybrid Coherent-Fock Interference in a Two-Phase Six-Port Mach-Zehnder Interferometer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.04368v1
• Date: Thu, 03 Sep 2026 18:30:08 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-07 18:15:23.792498
• Title: Three-Photon and Hybrid Coherent-Fock Interference in a Two-Phase Six-Port Mach-Zehnder Interferometer
• Title（参考訳）: 2相6ポートマッハ・ツェンダー干渉計における3光子とハイブリッドコヒーレント・フォック干渉
• Abstract要約: 我々は6p-MZIの転移行列を解析的に導出し、それらが3つの対称性クラスにどのように整理されるかを示す。 本研究は6p-MZIを3分割量子状態操作とコヒーレント振幅検出のためのプログラム可能なプラットフォームとして確立した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.842217662014203
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present a unified theoretical analysis of three-photon quantum interference in a Six-Port Mach-Zehnder Interferometer (6p-MZI) constructed from two cascaded tritters, with two independent phase modulators placed between the tritter arms. We analytically derive the transfer matrix of the 6p-MZI and show how they organize into three symmetry classes, governed by the discrete Fourier transform (DFT) structure of the tritter and the conjugate relations. Furthermore, we analyze two input regimes: First, three indistinguishable single photons are injected into the tritter, and the output probability distributions $P_{[111]}$, $P_{[\{300\}]}$, and $P_{[\{210\}]}$ are derived as functions of the two relative phases $(φ_1, φ_2)$. At $φ_2 = 0$, the single-phase limit is recovered, which confirms 100\% visibility of the even-distribution fringe. Second, a hybrid coherent-Fock input $|α\rangle_1|α\rangle_2|1\rangle_3$ is analyzed via the density matrix formalism. The average photon number at each output port exhibits amplitude-dependent phase shifts. Our results establish the 6p-MZI as a programmable platform for tripartite quantum state manipulation and coherent amplitude sensing.
• Abstract（参考訳）: 我々は, トリッターアーム間に2つの独立した位相変調器を配置した2つのカスケードトリッターからなる6ポートマッハ・ツェンダー干渉計 (6p-MZI) における3光子量子干渉の統一的理論的解析を行った。 我々は6p-MZIの伝達行列を解析的に導出し、それがトリッターの離散フーリエ変換(DFT)構造と共役関係によって支配される3つの対称性クラスにどのように整理されるかを示す。 さらに、まず3つの異なる単光子をトリッターに注入し、出力確率分布として$P_{[111]}$, $P_{[\{300\}]}$, $P_{[\{210\}]$を2つの相対位相の関数として導出する。 φ_2 = 0$ になると、単相の極限が回復し、均等分布域の視認率が 100 % となる。 次に、密度行列形式を用いてハイブリッドコヒーレント・フォック入力 $|α\rangle_1|α\rangle_2|1\rangle_3$ を解析する。 各出力ポートにおける平均光子数は振幅依存性の位相シフトを示す。 本研究は6p-MZIを3分割量子状態操作とコヒーレント振幅検出のためのプログラム可能なプラットフォームとして確立した。

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