Квантовая государственный инженерно Света с непрерывной волны параметрических генераторов

Summary

Опишем надежную поколение негауссовских состояний путешествия световых полей, в том числе одно-фотонных состояний и когерентное состояние суперпозиции, используя условный способ получения управляется на неклассической света, излучаемого оптических параметрических генераторов. Фазовые соответствием осцилляторы типа I и типа II рассматриваются и общие процедуры, такие как необходимого частотной фильтрации или высокопроизводительного квантового состояния характеристик по гомодинирование, подробно.

Abstract

Инженерно неклассические состояния электромагнитного поля является центральным стремление к квантовой оптики ^1,2. Помимо их фундаментальное значение, такие состояния действительно ресурсы для реализации различных протоколов, начиная от повышения метрологии для квантовой связи и вычислительной техники. Разнообразные устройства могут быть использованы для создания неклассические состояния, такие как одиночных излучателей, интерфейсы светло-материи или нелинейных систем ^3. Мы сосредоточимся на использовании непрерывного излучения ПГС ^3,4. Эта система основана на нелинейный χ ² кристалла вставленной внутри оптического резонатора и в настоящее время известен как очень эффективный источник неклассической света, например, одномодовому или двухмодового сжатого вакуума в зависимости от кристалла согласование фаз.
Сжатый вакуум является гауссовским государство как ее распределения квадратурных следовать гауссовой статистике. Тем не менее, было показано, что количество протоколы требуют нон-Gausсийской заявляет ^5. Создание непосредственно такие состояния является сложной задачей и потребует сильной χ ³ нелинейности. Другой способ, вероятностный но предвестником, состоит в использовании измерений, вызванных нелинейностью через методике условного подготовки оперировал гауссовских состояний. Здесь мы подробно протокол это поколение в течение двух негауссовских государств, государства однофотонном и суперпозиции когерентных состояний, с использованием двух-разному фазовые соответствием параметрических генераторов в качестве первичных ресурсов. Этот метод позволяет достижение высокого верности с целевой государства и поколения государства в хорошо контролируемых пространственно-временной режим.

Introduction

Возможность инженер квантовое состояние путешествия оптические поля является центральным требованием для квантовой информатики и технологии ^1, в том числе квантовой связи, вычислительной техники и метрологии. Здесь мы рассмотрим подготовку и характеристику некоторых конкретных квантовых состояний, используя в качестве основного ресурса свет, испускаемый непрерывного излучения оптических параметрических генераторов ^3,4 эксплуатируемых ниже порога. В частности, две системы будут рассмотрены - фазовый соответствием ОПГ типа II и типа I ОПГ - позволяет соответственно надежную поколение возвестил одиночных фотонов и оптических когерентных государстве....

Protocol

1. ПГС

1. Постройте длинный 4 см semimonolithic линейный полость (для улучшения механической прочности и снижения потерь внутрирезонаторных). Входной зеркало непосредственно с покрытием на одной стороне нелинейного кристалла.
2. Выбор входного соединителя отражение 95% для насоса при 532 нм и высоким отражением для сигнала и холостой при 1064 нм. И наоборот, выбрать выходной соединитель быть высокой отражающей способностью для насоса и пропускания Т = 10% для инфракрасной области спектра. Свободный спектральный диапазон ОПГ равна Δω = 4,3 ГГц, а полоса пропускания составляет около 60 МГц. Сделать полость трижды резонансным, т.е. для насоса и д....

Results

Для ОПГ типа II и генерации высококачественного состояния одного фотона:
Реконструкция томографических из возвестил состоянии показана на рисунке 2, где диагональные элементы матрицы реконструированного плотности и соответствующей функции Вигнера отображаются. Без каких-либо поправок потери, возвестил государство проявляет однофотонное компонент так высоко, как 78%. Принимая во внимание общие потери обнаружения (15%), государство достигает верность 91% с государством однофотонном. Компонент двухфот.......

Discussion

Методика условно подготовка представлены здесь всегда взаимодействие между начальной двустороннего ресурса и измерения, выполняемого детектора предвещая. Эти два компонента сильно влиять квантовые свойства генерируемого государства.

Во-первых, чистота полученных состояний сильно зависит от одной из исходного ресурса, тем самым «хорошо» OPO требуется. Что такое «хорошо» ОПГ? Это устройство, для которого эффективность побег η близок к единице. Параметр η задается соотношением передачи выходног.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Накачка лазера	Innolight	Diabolo	Двойной выход, ИК и 532 нм
KTP и PPKTP кристалл	Raicol		Доступен у других производителей
Интерференционные фильтры	Barr associates Высокоэффективные
фотодиоды	Фермионика		Квантовая эффективность выше 97%
Осциллограф	Lecroy	Wave runner 610 Zi	Используется для сбора данных
Анализатор спектра	Agilent	N9000A	Доступно у других производителей
Ротатор Фарадея	Qioptic	FR-1060-5SC	Доступно у других производителей
PZT	PI	P-016.00H	Доступно у других производителей
Сверхпроводящие однофотонные детекторы	Scontel	SSPD	низкий темный счетчики
Оптический переключатель	Thorlabs	OSW12-980E	В наличии у других производителей