Summary
हम ऑप्टिकल पैरामीट्रिक oscillators द्वारा उत्सर्जित गैर शास्त्रीय प्रकाश पर संचालित एक सशर्त तैयारी विधि का उपयोग कर, एकल फोटान राज्यों और सुसंगत राज्य superpositions सहित ऑप्टिकल क्षेत्रों, यात्रा की गैर गाऊसी राज्यों की विश्वसनीय पीढ़ी का वर्णन. प्रकार मैं और प्रकार द्वितीय चरण से मिलान oscillators माना जाता है और इस तरह के आवश्यक आवृत्ति फ़िल्टरिंग या homodyning द्वारा उच्च दक्षता क्वांटम राज्य लक्षण वर्णन के रूप में आम प्रक्रियाओं, विस्तृत कर रहे हैं.
Abstract
विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की गैर शास्त्रीय राज्य इंजीनियरिंग क्वांटम प्रकाशिकी 1,2 के लिए एक केंद्रीय खोज है. उनके मौलिक महत्व के अलावा, इस तरह के राज्यों वास्तव में बढ़ाया मैट्रोलोजी से क्वांटम संचार और कंप्यूटिंग को लेकर विभिन्न प्रोटोकॉल को लागू करने के लिए संसाधन हैं. उपकरणों की एक किस्म में एक ऐसे उत्सर्जक, प्रकाश बात इंटरफेस या गैर रेखीय सिस्टम के रूप में 3 गैर शास्त्रीय राज्यों उत्पन्न करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. हम एक सतत तरंग ऑप्टिकल पैरामीट्रिक थरथरानवाला 3,4 के उपयोग पर यहाँ ध्यान केंद्रित. यह प्रणाली एक ऑप्टिकल गुहा के अंदर डाला एक गैर रेखीय χ 2 क्रिस्टल पर आधारित है और यह अब ऐसे एकल मोड या क्रिस्टल के आधार पर दो मोड निचोड़ा शून्य के रूप में गैर शास्त्रीय प्रकाश, का एक बहुत ही कुशल स्रोत के रूप में जाना जाता है चरण मिलान.
अपने वर्ग निकालना वितरण एक गाऊसी आँकड़े के रूप में निर्वात निचोड़ा एक गाऊसी राज्य है. हालांकि, यह प्रोटोकॉल गैर Gaus आवश्यकता की संख्या दिखाया गया हैSian 5 राज्यों. सीधे ऐसे राज्यों सृजन एक मुश्किल काम है और मजबूत χ 3 गैर linearities की आवश्यकता होगी. संभाव्य लेकिन शुरुआत की एक प्रक्रिया, गाऊसी राज्यों पर संचालित एक सशर्त तैयारी तकनीक के माध्यम से एक माप प्रेरित गैर linearity का उपयोग करने में शामिल है. इधर, प्राथमिक संसाधन के रूप में दो अलग ढंग चरण से मिलान पैरामीट्रिक oscillators का उपयोग कर दो गैर गाऊसी राज्यों, फोटोन ही राज्य और सुसंगत राज्यों के एक superposition, के लिए हम विस्तार से इस पीढ़ी प्रोटोकॉल. इस तकनीक को एक अच्छी तरह से नियंत्रित spatiotemporal मोड में लक्षित राज्य और राज्य की पीढ़ी के साथ एक उच्च निष्ठा की उपलब्धि में सक्षम बनाता है.
Introduction
ऑप्टिकल क्षेत्रों यात्रा की क्वांटम राज्य इंजीनियर की क्षमता क्वांटम संचार, कम्प्यूटिंग और मैट्रोलोजी सहित क्वांटम सूचना विज्ञान और प्रौद्योगिकी 1, के लिए एक केंद्रीय आवश्यकता है. यहाँ, हम एक प्राथमिक संसाधन के रूप में सीमा से नीचे संचालित सतत तरंग ऑप्टिकल पैरामीट्रिक oscillators 3,4 द्वारा उत्सर्जित प्रकाश का उपयोग कुछ विशिष्ट क्वांटम राज्यों की तैयारी और लक्षण पर चर्चा की. विशेष रूप से, दो प्रणालियों पर विचार किया जाएगा - एक प्रकार द्वितीय चरण से मिलान OPO और एक प्रकार मैं OPO - क्रमशः की शुरुआत एकल फोटॉनों की और ऑप्टिकल सुसंगत राज्य superpositions (सीएसएस) के फार्म का यानी राज्यों की विश्वसनीय पीढ़ी को सक्षम | α > - |-α>. इन राज्यों में रैखिक ऑप्टिकल अभिकलन क्वांटम 6 से ऑप्टिकल संकर प्रोटोकॉल 5,7 लेकर क्वांटम सूचना प्रोटोकॉल की एक किस्म के कार्यान्वयन के लिए महत्वपूर्ण संसाधनों, कर रहे हैं. गौरतलब है कि विधि पी यहाँ resented एक अच्छी तरह से नियंत्रित spatiotemporal मोड में निर्वात और उत्सर्जन के एक कम मिश्रण प्राप्त करने के लिए परमिट.
सामान्य शब्दों में, क्वांटम राज्यों Wigner समारोह डब्ल्यू (एक्स, पी) 8 बुलाया चरण अंतरिक्ष में अर्ध संभावना वितरण के आकार के अनुसार गाऊसी राज्यों और गैर गाऊसी राज्यों के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है. गैर गाऊसी राज्यों के लिए, Wigner समारोह, गैर classicality के एक मजबूत हस्ताक्षर नकारात्मक मान ले सकते हैं. एकल फोटान या सुसंगत राज्य superpositions वास्तव में गैर गाऊसी राज्यों रहे हैं.
ऐसे राज्यों को पैदा करने के लिए एक कुशल प्रक्रिया एक प्रारंभिक गाऊसी संसाधन ऐसे फोटॉन गिनती 9,10,11,12,13 के रूप में एक तथाकथित गैर गाऊसी माप के साथ संयुक्त है, जहां सशर्त तैयार करने की तकनीक, के रूप में जाना जाता है. यह सामान्य योजना, संभाव्य लेकिन शुरुआत हुई, चित्रा 1 ए पर sketched है.
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चित्रा 1. (एक) सशर्त तैयारी तकनीक का वैचारिक योजना. (ख) orthogonally-polarized फोटोन जोड़े (प्रकार द्वितीय OPO) से फोटोन ही राज्य की सशर्त तैयारी एक ध्रुवीकरण बीम फाड़नेवाला पर अलग कर दिया. एक निर्वात निचोड़ा राज्य से एक एकल फोटान घटाकर एक सुसंगत राज्य superposition (ग) सशर्त तैयारी (प्रकार मैं OPO).
एक द्विपक्षीय उलझ राज्य की एक विधा को मापने के द्वारा, अन्य मोड इस माप पर और प्रारंभिक उलझ संसाधन 12,13 पर निर्भर करेगा कि एक राज्य में अनुमान है.
Aforementioned राज्यों उत्पन्न करने की जरूरत के लिए आवश्यक संसाधन और घोषणा डिटेक्टर क्या हैं? एकल फोटान राज्यों जुड़वां उपयोग कर मुस्कराते हुए उत्पन्न किया जा सकता है, मुस्कराते हुए यानी फोटोन संख्या सहसंबद्ध. एक एकल पी का पता लगाने केएक मोड पर hoton तो अन्य मोड 9,10,14,15 पर एक एकल फोटान की पीढ़ी heralds. एक आवृत्ति पतित प्रकार द्वितीय OPO 16,17,18,19 वास्तव में इस उद्देश्य के लिए एक अच्छी तरह से अनुकूल स्रोत है. सिग्नल और आलसी व्यक्ति फोटॉनों फोटोन संख्या सहसंबद्ध और orthogonal polarizations साथ उत्सर्जित कर रहे हैं. चित्रा 1 बी में दिखाया के रूप में एक ध्रुवीकरण मोड पर एक एकल फोटान का पता लगाने, एक एकल फोटान राज्य में एक दूसरे परियोजनाओं.
सुसंगत राज्य superpositions के संबंध में, वे 11,21 रूपांतरण से नीचे या एक से टाइप मैं 22,23 opo या तो प्राप्त एक निर्वात निचोड़ा राज्य में 20 से स्पंदित एकल पास पैरामीट्रिक द्वारा एक एकल फोटान घटाकर द्वारा उत्पन्न किया जा सकता है. घटाव एक बीम फाड़नेवाला पर प्रकाश का एक छोटा सा अंश दोहन और इस विधा में एक एकल फोटान (चित्रा -1 सी) का पता लगाने के द्वारा किया जाता है. एक निचोड़ा निर्वात इस प्रकार एक एकल फोटान सुराग घटाकर, यहां तक कि फोटोन संख्या राज्यों के एक superposition हैबराबर और छोटे आयाम के दो सुसंगत राज्यों की एक रेखीय superposition के साथ एक उच्च निष्ठा है जो अजीब फोटोन संख्या राज्यों के एक superposition के लिए. इस कारण से, नाम 'Schrödinger बिल्ली का बच्चा' कभी कभी इस राज्य को दिया गया है.
इन राज्यों पैदा करने के लिए सामान्य प्रक्रिया इस प्रकार के समान है, लेकिन प्राथमिक प्रकाश स्रोत से अलग है. घोषणा पथ और पता लगाने की तकनीक का छनन OPO के प्रकार प्रयोग किया जाता है जो कुछ भी वही कर रहे हैं. कैसे सतत तरंग ऑप्टिकल पैरामीट्रिक oscillators से इन दो गैर गाऊसी राज्यों उत्पन्न करने के लिए और कैसे उच्च दक्षता के साथ उन्हें चिह्नित करने के लिए प्रोटोकॉल के विस्तार की वर्तमान श्रृंखला.
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Protocol
1. ऑप्टिकल पैरामीट्रिक थरथरानवाला
- (सुधार यांत्रिक स्थिरता और कम intracavity नुकसान के लिए) एक 4 सेमी लंबे semimonolithic रैखिक गुहा बनाएँ. इनपुट दर्पण सीधे nonlinear क्रिस्टल की एक चेहरे पर लेपित है.
- 1,064 एनएम पर संकेत और आलसी व्यक्ति के लिए 532 एनएम और उच्च प्रतिबिंब पर पंप के लिए 95% की एक इनपुट युग्मक प्रतिबिंब चुनें. Inversely, उत्पादन युग्मक पंप के लिए अत्यधिक परावर्तक होने का चयन और संप्रेषण टी = 10% अवरक्त के लिए. OPO से मुक्त वर्णक्रमीय रेंज Δω = 4.3 गीगा के बराबर है और बैंडविड्थ लगभग 60 मेगाहर्ट्ज है. यानी पंप के लिए और नीचे परिवर्तित क्षेत्रों के लिए, गुहा triply गुंजयमान बनाओ.
- प्रकार द्वितीय OPO प्रणाली या प्रकार मैं OPO के लिए एक PPKTP क्रिस्टल के लिए एक KTP क्रिस्टल का प्रयोग करें. उनके चरण मिलान तापमान पर क्रिस्टल तापमान को स्थिर.
- लेजर स्रोत के रूप में प्रयोग करें एक सतत तरंग आवृत्ति एन डी दोगुनी: YAG लेजर. 532 एनएम पर OPO पंप और में उपयोगfrared प्रकाश, homodyne पता लगाने के लिए एक स्थानीय थरथरानवाला (एलओ) के रूप में एक उच्च चालाकी गुहा (मोड क्लीनर), द्वारा स्थानिक छानने के बाद.
- पंप और गुहा मोड के बीच मोड मिलान पाना.
- पौंड Drever-हॉल तकनीक द्वारा पंप गूंज पर गुहा लंबाई लॉक. इस प्रयोजन के लिए पंप करने के लिए एक 12 मेगाहर्ट्ज इलेक्ट्रो ऑप्टिक मॉडुलन लागू करते हैं और एक ऑप्टिकल अलगाने साथ गुहा से वापस परिलक्षित प्रकाश का पता लगाने.
2 सशर्त तैयार:. Heralding पथ छनन
- दो मोड में OPO उत्पादन अलग करें. अन्य एक homodyne पता लगाने के द्वारा पता लगाया जाएगा कि शुरुआत हुई राज्य है, जबकि एक की घोषणा मोड से मेल खाती है.
- एकल फोटान डिटेक्टर की ओर की घोषणा मोड गाइड. विशेष रूप से, प्रकार द्वितीय OPO के लिए, एक polarized बीम फाड़नेवाला (पीबीएस) द्वारा orthogonal संकेत और आलसी व्यक्ति मोड अलग. प्रकार मैं OPO के लिए, एक से निचोड़ा निर्वात का एक छोटा सा अंश (3%) बाहर नलबीम फाड़नेवाला (बी एस).
- OPO गुहा के कारण आवृत्ति गैर पतित मोड को दूर करने की घोषणा मोड तक. एक OPO के लिए, उत्पादन वास्तव में कई जोड़ो सहसंबद्ध लेकिन प्रेतसंबंधी अलग हो मोड, ω होता 0 + nΔ ω और ω n एक पूर्णांक है जहां 0-nΔ ω. वाहक आवृत्ति पर एक शुरुआत हुई राज्य उत्पन्न करने के लिए, यह इन गैर पतित मोड के सभी बाहर फिल्टर करने के लिए आवश्यक है.
- 0.5 एनएम के एक बैंडविड्थ के साथ पहले एक हस्तक्षेप फिल्टर का प्रयोग करें.
- 330 गीगा के एक मुक्त वर्णक्रमीय रेंज और 300 मेगाहर्ट्ज (1000 के आसपास 0.4 मिमी और चालाकी के आसपास लंबाई) के एक बैंडविड्थ के साथ एक घर का बना रैखिक फेब्री Perot गुहा जोड़ें. गुहा बैंडविड्थ OPO और हस्तक्षेप फिल्टर की आवृत्ति खिड़की से बड़ा होना करने के लिए स्वतंत्र वर्णक्रमीय रेंज में से एक से भी बड़ा होने के लिए चुना है.
- गैर पतित मोड के कम से कम एक समग्र 25 डीबी अस्वीकृति पाना.
- छानने फेब्री लॉकबेचैनी और ताला तकनीक द्वारा पेरोट गुहा.
- इस प्रयोजन के लिए एक ऑप्टिकल स्विच के माध्यम से एक पिछड़े प्रचार सहायक किरण इंजेक्षन और एक ऑप्टिकल अलगाने द्वारा फ़िल्टरिंग गुहा के द्वार पर इसे अस्वीकार. उत्पादन में प्रकाश का पता लगाने.
- 10 मिसे के दौरान गुहा लॉक और सहायक बीम बंद के साथ 90 मिसे के लिए माप अवधि के बाद शुरू करते हैं.
- माप अवधि के दौरान एक एकल फोटान डिटेक्टर द्वारा फ़िल्टर घोषणा पहचान मोड. एक superconducting एकल फोटान डिटेक्टर (SSPD) अन्यथा सशर्त राज्य की निष्ठा नीचा होगा जो अंधेरे शोर की राशि (कुछ हर्ट्ज), सीमित करने के लिए प्रयोग किया जाता है.
Homodyne पता लगाने के द्वारा 3. क्वांटम राज्य टोमोग्राफी
- क्षेत्र चिह्नित करने के लिए जहां एक 50/50 बीम फाड़नेवाला और एक मजबूत सतत तरंग स्थानीय थरथरानवाला (लो, 6 मेगावाट) से बना एक संतुलित homodyne पता लगाने के साथ शुरुआत की स्थिति का पता लगाने में हस्तक्षेप करने के लिए लाया, और उच्च क्वांटम EFF की एक जोड़ी रहे हैंiciency InGaAs photodiodes.
- पता लगाने के लिए पंक्ति में आदेश में, लो मोड के साथ 1,064 एनएम और मोड मैच इस मोड पर OPO गुहा में एक उज्ज्वल सहायक किरण इंजेक्षन. एकता के करीब एक फ्रिंज दृश्यता पाना. किसी भी विधा बेमेल quadratically पता लगाने के घाटे में तब्दील हो.
- Homodyne पता लगाने के गुणों की जाँच करें. 6 मेगावाट की एक लो शक्ति के साथ, शॉट शोर सीमा (एसएनएल) 50 मेगाहर्ट्ज तक का फ्लैट है. यह कम विश्लेषण आवृत्ति (मेगाहर्ट्ज), 50 मेगाहर्ट्ज का विश्लेषण आवृत्ति पर ऊपर 16 डीबी पर इलेक्ट्रॉनिक शोर से ऊपर 20 से अधिक DB है. यह (एक 10 डीबी (20 DB) दूरी एक 10% (1%) प्रभावी नुकसान में तब्दील हो) 24 का पता लगाने में घाटे में तब्दील रूप में यह दूरी एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है.
- एकल फोटान डिटेक्टर से हर पता लगाने घटना के लिए, 100 nsec दौरान 5 जी एस / सेकंड की एक नमूना दर के साथ एक आस्टसीलस्कप के साथ homodyne photocurrent रिकॉर्ड. माप के दौरान एक PZT पर लगे आईने के साथ लो चरण स्वीप.
- एक सैनिक के साथ प्रत्येक दर्ज खंड तकप्रत्येक सफल तैयारी सशर्त राज्य के एक एकल वर्ग निकालना मूल्य पर प्राप्त करने के लिए अस्थायी मोड समारोह उपक्रम. कम लाभ के लिए इष्टतम मोड समारोह OPO बैंडविड्थ की व्युत्क्रम के बराबर क्षय निरंतर साथ एक डबल पक्षीय घातीय समारोह 25 के करीब है. इष्टतम मोड भी autocorrelation समारोह 26 के एक eigenfunction विस्तार का उपयोग कर पाया जा सकता है.
- एक अधिकतम संभावना एल्गोरिथ्म 27 के साथ माप (50,000 टोमोग्राफी के लिए आवश्यक हैं) और पोस्ट प्रक्रिया डेटा जमा. इस प्रक्रिया की शुरुआत राज्य के घनत्व मैट्रिक्स और इसी Wigner समारोह 8 के पुनर्निर्माण के लिए सक्षम बनाता है.
एक प्रकार द्वितीय OPO साथ एक फोटान राज्य के 4. सशर्त तैयार
- Multiphoton जोड़े की एक बहुत कम संभावना है करने के लिए अब तक सीमा (एक 80 मेगावाट सीमा के लिए यहां 1 मेगावाट) से नीचे प्रकार द्वितीय OPO पम्प.
सुसंगत की 5. सशर्त तैयारएक प्रकार मैं OPO साथ राज्य Superposition
- एक स्पेक्ट्रम विश्लेषक के साथ सीमा के करीब OPO द्वारा उत्पन्न निचोड़ा निर्वात की जाँच करें. मापा शोर स्पेक्ट्रा 3 चित्र में दिखाया गया.
- कम sideband आवृत्तियों (कुछ मेगाहर्ट्ज) पर फैलाएंगे के लगभग 3 DB का अवलोकन सक्रिय करने के एक पंप सत्ता में OPO कार्य करते हैं.
- Homodyne माप में, चरण जानकारी ऐसे सीएसएस राज्य के रूप में चरण पर निर्भर राज्यों के लिए महत्वपूर्ण है. 90% की एक शुल्क साइकिल के साथ एक 10 हर्ट्ज sawtooth लहर के साथ लो चरण स्कैन (माप अवधि के 90 मिसे और अवधि लॉकिंग की 10 मिसे के लिए इसी.) माप अवधि के दौरान, एक भी नहीं है कि सुनिश्चित करने के लिए झाड़ू सिंक्रनाइज़ PZT पर लगे आईने के एक दिशात्मक झाडू.
- विचरण को मापने और फिर मापा वर्ग निकालना के चरण अनुमान करने homodyne संकेत का उपयोग करें.
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Representative Results
प्रकार द्वितीय OPO और उच्च निष्ठा फोटान राज्य की पीढ़ी के लिए:
शुरुआत हुई राज्य का पुनर्निर्माण tomographic खंगाला घनत्व मैट्रिक्स और इसी Wigner समारोह की विकर्ण तत्वों प्रदर्शित कर रहे हैं, जहां चित्रा 2 में दिखाया गया है. किसी भी हानि के सुधार के बिना, की शुरुआत राज्य के 78% के रूप में उच्च एक एकल फोटान घटक दर्शाती है. खाते में समग्र पता लगाने घाटा (15%) लेने से, राज्य एक एकल फोटान राज्य के साथ 91% की निष्ठा तक पहुँचता है. नीचे रूपांतरण की प्रक्रिया से पैदा बहु - फोटोन जोड़े से जो परिणाम दो फोटॉन घटक, 3% तक ही सीमित है.
के लिए टाइप मैं OPO और सीएसएस राज्य की पीढ़ी:
प्रकार मैं OPO की सीमा के बारे में 50 मेगावाट है. मजबूत फैलाएंगे निरीक्षण करने के क्रम में, हम 40 मेगावाट की एक पंप शक्ति के साथ यानी सीमा के करीब माप, प्रदर्शन, और 5 मेगाहर्ट्ज के एक विश्लेषण आवृत्ति पर. चित्रा 3 ए, टी में दिखाया गया हैवह (पता लगाने के झड़ने और इलेक्ट्रॉनिक्स शोर के लिए सही अगर कोई सुधार के बिना, 16 ± 1 DB) फैलाएंगे शॉट शोर करने -10.5 ± 0.5 डीबी रिश्तेदार है मापा, और विरोधी फैलाएंगे 19 ± 0.5 DB है. 40 मेगावाट और 5 मेगावाट की शक्ति पंप पर 0 से 50 मेगाहर्ट्ज से भरा शोर स्पेक्ट्रा चित्रा 3 बी में दिखाया गया है. 5 मेगावाट की एक पंप सत्ता में फैलाएंगे और विरोधी फैलाएंगे के मूल्यों को एकता के करीब एक पवित्रता के साथ एक राज्य के प्रमुख के लिए लगभग एक ही हैं. इस उच्च शुद्धता निचोड़ा निर्वात राज्य सीएसएस राज्य तैयार करने के लिए प्रयोग किया जाता है. शुरुआत हुई राज्य का पुनर्निर्माण tomographic खंगाला घनत्व मैट्रिक्स और इसी Wigner समारोह की विकर्ण तत्वों प्रदर्शित कर रहे हैं, जहां चित्रा 4, में दी गई है.
चित्रा 2. उच्च निष्ठा फोटोन ही राज्य. (क) दीया पता लगाने के नुकसान से सुधार के बिना खंगाला घनत्व मैट्रिक्स की Gonal तत्वों. (ख) Wigner समारोह इसी. एक्स पी निरूपित वर्ग निकालना घटकों.
चित्रा 3. द्वारा उत्पन्न निचोड़ा निर्वात राज्यों के शोर स्पेक्ट्रा मापा प्रकार मैं PPKTP OPO. सभी डेटा 300 kHz के एक संकल्प बैंडविड्थ और 300 हर्ट्ज की एक वीडियो बैंडविड्थ के साथ एक स्पेक्ट्रम विश्लेषक द्वारा दर्ज की गई हैं. स्पेक्ट्रा शॉट शोर सीमा को सामान्यीकृत कर रहे हैं. (एक) 40 मेगावाट की एक पंप सत्ता पर स्थानीय थरथरानवाला चरण के एक समारोह के रूप में शोर विचरण, और 5 मेगाहर्ट्ज के एक विश्लेषण आवृत्ति. (ख) ब्रॉडबैंड एक पंप के लिए 50 मेगाहर्ट्ज से ऊपर फैलाएंगे 5 मेगावाट और 40 मेगावाट की एक पंप बिजली की शक्ति. इलेक्ट्रो ऑप्टिक मॉडुलन से 12 मेगाहर्ट्ज के परिणाम में चोटी cavities बंद करने के लिए प्रयोग किया जाता है.
चित्रा 4. सुसंगत राज्य superposition ('Schrödinger बिल्ली का बच्चा' राज्य). (क) का पता लगाने के नुकसान से सुधार के बिना खंगाला घनत्व मैट्रिक्स के विकर्ण तत्वों. (ख) Wigner समारोह इसी. एक्स पी निरूपित वर्ग निकालना घटकों.
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Discussion
यहाँ प्रस्तुत सशर्त तैयारी तकनीक हमेशा प्रारंभिक द्विपक्षीय संसाधन और घोषणा डिटेक्टर द्वारा प्रदर्शन माप के बीच परस्पर क्रिया है. इन दोनों घटकों दृढ़ता से उत्पन्न राज्य के क्वांटम गुण प्रभावित करते हैं.
पहले तैयार राज्यों की शुद्धता दृढ़ता से इस प्रकार एक 'अच्छा' OPO आवश्यक है, प्रारंभिक संसाधन में से एक पर निर्भर करता है. एक 'अच्छा' OPO क्या है? यह भागने दक्षता η एकता के करीब है, जिसके लिए एक उपकरण है. पैरामीटर η उत्पादन युग्मक, टी के प्रसारण का अनुपात, और इस प्रसारण और (scatterings या क्रिस्टल में अवशोषण से आ रहा है) के भीतर गुहा घाटा, एल + टी. का योग द्वारा दिया जाता है एक दिया L के लिए, उत्पादन के प्रसारण के इस प्रसारण के साथ quadratically बढ़ती एक सीमा की कीमत पर, वृद्धि की जानी चाहिए. भागने दक्षता सीधे obtai हो सकता है कि फैलाएंगे की अधिकतम राशि को परिभाषित करता हैसीमा नेड करीब. इधर, बच दक्षता OPO दोनों के बारे में 96% है. सशर्त तैयार करने के लिए, OPO तो एक उच्च शुद्धता की गारंटी के लिए अब तक सीमा से चलाया जा रहा है.
एक और पहलू की घोषणा एकल फोटान का पता लगाने से आता है. सबसे पहले, मौजूदा एकल फोटॉन डिटेक्टरों ज्यादातर पर / बंद कम से कम 1 फोटान का पता लगाने का सूत्रपात करने में सक्षम डिटेक्टरों, कर रहे हैं. इस कारण से, यह कंडीशनिंग पथ में दो फोटॉनों है की संभावना एक फोटान है की संभावना के लिए की तुलना में बहुत कम है जहां एक शासन में होने के लिए महत्वपूर्ण महत्वपूर्ण है. दूसरे, डिटेक्टरों शोर हो सकते हैं. इस तरह की घटनाओं लक्षित राज्य की पीढ़ी का सूत्रपात और शुरुआत हुई राज्य का एक मिश्रण है और प्रारंभिक संसाधन में परिणाम नहीं है. विशेष रूप से, वे एकल फोटान तैयारी में या सीएसएस तैयारी में निचोड़ा निर्वात के निर्वात का एक मिश्रण के लिए नेतृत्व करेंगे. हमारे प्रयोग में, हम इस योगदान को सीमित करने के लिए एक superconducting एकल फोटान डिटेक्टर का उपयोग करें. गु(एकल फोटोन गिनती दर kHz के दसियों है जबकि) ई अंधेरे शोर कुछ हर्ट्ज के आसपास है.
यहाँ प्रस्तुत विधि मुख्य कारण OPO की एकता भागने दक्षता के लिए बंद करने के लिए पता लगाने में नुकसान द्वारा सीमित है, एक उच्च निष्ठा के साथ गैर गाऊसी राज्यों की विश्वसनीय पीढ़ी सक्षम बनाता है. इसके अलावा, वे उत्पन्न कर रहे हैं, जिसमें अच्छी तरह से नियंत्रित spatiotemporal मोड ऐसे राज्यों ऑप्टिकल गेट implementations 28 या जटिल राज्य इंजीनियरिंग 29 में जैसे अन्य ऑप्टिकल संसाधनों, के साथ हस्तक्षेप करने की आवश्यकता हो सकती है, जहां बाद में प्रोटोकॉल में उनके उपयोग की सुविधा होगी.
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Disclosures
लेखकों वे कोई प्रतिस्पर्धा वित्तीय हितों की है कि घोषित.
Acknowledgments
इस काम के युग नेट CHIST युग '(QScale' परियोजना) द्वारा और ईआरसी शुरू कर अनुदान 'HybridNet' द्वारा समर्थित है. एफ बारबोसा सीएनआर और FAPESP, और लालकृष्ण हुआंग चीन के राष्ट्रीय उत्कृष्ट डॉक्टरेट शोध प्रबंध (PY2012004) के लेखक और चीन छात्रवृत्ति परिषद के लिए फाउंडेशन की सहायता से समर्थन मानता है. सी. Fabre और जे Laurat Institut Universitaire डे फ्रांस के सदस्य हैं.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Pump laser | Innolight | Diabolo | Dual output, IR and 532 nm |
| KTP and PPKTP crystal | Raicol | Available from other vendors | |
| Interferential filters | Barr associates | ||
| High efficiency photodiodes | Fermionics | Quantum efficiency above 97% | |
| Oscilloscope | Lecroy | Wave runner 610 Zi | Used for data acquisition |
| Spectrum analyser | Agilent | N9000A | Available from other vendors |
| Faraday rotator | Qioptic | FR-1060-5SC | Available from other vendors |
| PZT | PI | P-016.00H | Available from other vendors |
| Superconducting single-photon detectors | Scontel | SSPD | low dark counts |
| Optical switch | Thorlabs | OSW12-980E | Available from other vendors |
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