利用皮秒脉冲光在通信波长处生成多光子 Fock 态
量子物理
2025-11-21 v2
摘要
多光子 Fock 态具有多种应用，例如光学量子信息处理。为了实现量子信息处理，期望 Fock 态能在通信波长带内生成，特别是在 C 波带（1530-1565 nm）。这是因为可以利用成熟的光通信技术进行传输、操控和探测。此外，为实现高速量子信息处理，期望 Fock 态能在短光脉冲中生成，因为这允许在时域中嵌入大量信息。在本文中，我们报告了首次在 C 波带生成具有 Wigner 负性的皮秒脉冲多光子 Fock 态（单光子和双光子态），并通过脉冲层析断层扫描进行了验证。在我们的实验装置中，我们使用了单像素超导纳米带光子数可分辨探测器（SNSPD），预计这将促进各种量子态的高速生成。这种能力源于 SNSPD 的高时间分辨率（在我们的情况下为 50 ps），使我们能够将脉冲光的重复频率从传统的 MHz 范围提高到 GHz 范围，尽管在本实验中由于零差探测器的带宽限制，重复频率被限制在 10 MHz。因此，我们的实验装置有望成为用于通信波长处超快量子信息处理的高速光学量子态发生器的原型。
引用
@article{arxiv.2405.06567,
title = {Generation of multi-photon Fock states at telecommunication wavelength using picosecond pulsed light},
author = {Tatsuki Sonoyama and Kazuma Takahashi and Tomoki Sano and Takumi Suzuki and Takefumi Nomura and Masahiro Yabuno and Shigehito Miki and Hirotaka Terai and Kan Takase and Warit Asavanant and Mamoru Endo and Akira Furusawa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.06567},
year = {2025}
}
备注
9 pages, 4 figures