論文の概要: Preservation of photon statistics upon selective molecular modulation in hollow-core fibers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.19964v1
• Date: Wed, 14 Oct 2026 10:49:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-15 21:06:16.106434
• Title: Preservation of photon statistics upon selective molecular modulation in hollow-core fibers
• Title（参考訳）: 中空コアファイバの選択的分子変調による光子統計の保存
• Abstract要約: 水素充填中空コアファイバにおけるラマン分子変調による選択的周波数変換における光子数統計の保存を実証した。 生成したコヒーレンス波と利子の遷移の位相マッチングは、システムの効果的な分散によって達成される。 可視波長と近赤外波長の対面は、スペクトル的に異なる量子系を接続するための経路を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.011651261531656965
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Preserving the underlying statistical properties of light during frequency transduction is essential for interfacing spectrally disparate quantum systems. To do this successfully, the process needs to be highly efficient, broadband and noiseless. Despite significant progress in this field, satisfying all these conditions remains challenging. Recently, molecular modulation-based transduction in hollow-core fibers has emerged as a promising approach, where biphoton correlations were proven to be preserved during frequency up-conversion. However, beyond this previous demonstration of correlation-maintaining conversion, whether molecular modulation can preserve more general statistical properties of light remains experimentally unexplored. Here, we demonstrate the conservation of photon-number statistics during selective frequency transduction by Raman molecular modulation in a hydrogen-filled hollow-core fiber. As a proof of concept, weak 585-nm signals are selectively converted to 773 nm in the near-infrared and to 471 nm in the blue spectral region with near-unity efficiencies. Phase matching between the generated coherence waves and the transitions of interest is achieved through the effective dispersion of the system, enabling independent selection of the frequency up- and down-conversion processes. The preservation of the photon-number statistics of the shifted signals, along with the large frequency shifts, broad tunability and compatibility with quantum-optical fields, provides a versatile fiber-based platform for quantum frequency transduction. In particular, the demonstrated interfacing between visible and near-infrared wavelengths using low pump energies and low gas pressures offers a route towards connecting spectrally distinct quantum systems, including quantum emitters, sensors and atomic quantum memories, within hybrid quantum networks.
• Abstract（参考訳）: 周波数変換中の光の基本的な統計的性質を保存することは、スペクトルの異なる量子系に面する上で不可欠である。 これを成功させるためには、プロセスは高度に効率的でブロードバンドでノイズのないものにする必要がある。 この分野では大きな進歩があったが、これらの条件を満たすことは依然として困難である。 近年、ホロウコアファイバにおける分子変調に基づくトランスダクションは、周波数アップコンバージョン中にバイフォトン相関が保存されることが証明された、有望なアプローチとして現れている。 しかし、これまでの相関維持変換の実証の他に、分子変調が光のより一般的な統計的性質を維持できるかどうかは実験的に未解明のままである。 本稿では,水素充填中空コアファイバにおけるラマン分子変調による選択的周波数変換における光子数統計の保存について述べる。 概念実証として、弱い585nm信号は近赤外線で73nm、青色スペクトル領域で471nmに選択的に変換される。 生成したコヒーレンス波と利子の遷移の位相マッチングは、システムの有効分散により達成され、周波数のアップ・アンド・ダウン・コンバージョン過程の独立選択が可能となる。 シフトした信号の光子数統計の保存は、大きな周波数シフト、広いチューニング性、量子光学場との互換性とともに、量子周波数変換のための多目的ファイバーベースのプラットフォームを提供する。 特に、低ポンプエネルギーと低ガス圧を用いた可視波長と近赤外波長の相互作用の実証は、ハイブリッド量子ネットワーク内で量子エミッタ、センサー、原子量子メモリを含むスペクトル的に異なる量子システムを接続する経路を提供する。

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