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스펙트럼 다중 모드 통합 SU (1,1) 간섭계

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Alessandro Ferreri, Matteo Santandrea, Michael Stefszky, Kai H. Luo, Harald Herrmann, Christine Silberhorn, Polina R. Sharapova

독일 Paderborn, Warburger Strasse 100, Paderborn University 물리학과

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추상

비선형 SU (1,1) 간섭계는 고전적인 한계 이하의 위상 감도로 스펙트럼 엔지니어링 및 정밀 측정을위한 유익하고 유망한 도구입니다. 이러한 간섭계는 벌크 및 파이버 기반 구성에서 성공적으로 실현되었습니다. 그러나 빠르게 발전하는 통합 기술은 더 높은 효율성과 더 작은 풋 프린트를 제공하며 양자 강화 온칩 간섭계로가는 길을 닦습니다. 이 작업에서 우리는 이론적으로 다양한 통합 플랫폼에 적용 할 수있는 다중 모드 SU (1,1) 간섭계의 통합 아키텍처를 실현했습니다. 제시된 간섭계는 두 광자 소스 사이의 편광 변환기를 포함하고 연속파 (CW) 펌프를 사용합니다. 칼륨 티 타닐 포스페이트 (KTP) 플랫폼을 기반으로, 우리는이 구성이 출력 및 고전적 한계 아래의 초 감도 영역에서 거의 완벽한 파괴 간섭을 초래 함을 보여줍니다. 또한 위상 감도와 그 한계의 특성에서 단일 모드와 다중 모드 SU (1,1) 간섭계의 근본적인 차이점에 대해 설명합니다. 마지막으로, 출력 방사선을 필터링하고 다양한 감지 전략과 함께 다양한 모드에서 다양한 시딩 상태를 사용하여 위상 감도를 개선하는 방법을 탐색합니다.

간섭계는 물리학 역사의 기본 요소였으며 최근에는 중력파를 처음 측정하는 동안 매체에 영향을 미쳐 물리학 혁명을 시작했습니다. 간섭계의 정확도는 계측의 주요 목표 중 하나입니다. 고전적인 간섭계는 정밀도에 근본적인 한계가 있지만 특정 양자 광을 사용하여 극복 할 수 있다는 것은 잘 알려져 있습니다. 빔 스플리터를 비선형 매체로 대체하여 얻은 비선형 간섭계를 사용하면 이러한 이국적인 빛 상태를 준비하지 않고도 기존의 정확도 한계를 뛰어 넘을 수 있습니다. 새로운 간섭계 설계의 점진적인 구현에도 불구하고 현재 기술은 위상 감도 분석에 빛의 ​​스펙트럼 특성을 포함하지 않았지만, 광자 소스의 다중 모드 성으로 인해 매우 중요합니다. 마지막으로, 소형화 추세로 인해 기술 연구가 통합 장치를 구현하여 고효율을 유지하면서 설치 공간을 줄이게됩니다.

이 원고에서는 광범위한 스펙트럼 모드를 특징으로하는 통합 비선형 간섭계의 최적화 된 설계를 제시합니다. 숙고 된 설계는 실제 다중 모드 광자 소스를 기반으로하며 재료 분산으로 인해 발생하는 효과를 보상하여 간섭 패턴의 가시성을 극대화합니다. 개발 된 간섭계는 통합 플랫폼에서 입증 된 적이없는 고전적인 한계를 뛰어 넘는 정확도로 고감도 영역에서 작동합니다.

우리는이 작업이 미래의 양자 기술에 강력한 영향을 미칠 수있는 새로운 종류의 고성능 통합 간섭계를위한 길을 열었다 고 믿습니다.

► BibTeX 데이터

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코인 스마트. 유로파 최고의 비트 코인-보르 스
출처 : https://quantum-journal.org/papers/q-2021-05-27-461/

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