由参量放大量子噪声产生的无定义均值帕累托光子分布
量子物理
2019-09-25 v4
摘要
极端事件出现在许多物理现象中，只要概率分布具有“重尾”，与平衡分布大不相同。最不寻常的是幂律（帕累托）概率分布的情况。从海洋中的“ rogue waves（畸形波）”到随机游走中的 Lévy 飞行，帕累托依赖关系在物理中的许多表现可以遵循非常不同的幂律。对于一些突出情况，幂指数小于 2，导致均值无定义，更不用说高阶矩。在此我们给出由参量放大的真空噪声泵浦非线性效应（称为亮压缩真空（BSV））输出的光子数无定义均值帕累托分布的首次证据。我们观察到当 BSV 用作超连续谱生成的泵浦时，帕累托分布幂指数为 1.31；而当它泵浦光学谐波生成时，观察到其他重尾分布（但具有确定矩）。与其他领域不同，我们可以通过改变实验参数灵活控制帕累托指数。这种极度涨落的光对鬼成像和量子热力学很有意义，作为通过单光子减除更有效产生非平衡态的资源，后者我们已通过实验演示。
引用
@article{arxiv.1807.11784,
title = {Indefinite-mean Pareto photon distribution from amplified quantum noise},
author = {Mathieu Manceau and Kirill Yu. Spasibko and Gerd Leuchs and Radim Filip and Maria V. Chekhova},
journal= {arXiv preprint arXiv:1807.11784},
year = {2019}
}