转换模式腔增强的低噪声量子频率转换
量子物理
2025-06-17 v1
摘要
量子频率转换（QFC）在保持量子态的同时转换光子频率，是实现量子互联网和量子互连的关键技术。对于基于从可见光到约1500 nm电信波段频率下转换的QFC，众所周知，用于QFC的强泵浦光产生的噪声光子会污染频率转换后的光子，从而降低QFC后光子的量子特性质量。在传统的QFC实验中，使用外部窄带频率滤波系统去除噪声光子。相比之下，在本研究中，我们实现了一种紧凑的QFC器件，仅针对转换模式集成了腔结构。虽然腔结构不仅可以增强所需的QFC效率，还可以提高噪声光子的产生率，但我们表明，腔增强QFC加上一个相对较宽的带通滤波器，实现了与带有外部窄带滤波器的QFC相当的信噪比。我们实验演示了使用780 nm到1540 nm的单光子进行腔增强QFC，其中在QFC后清楚地观察到了非经典光子统计。
引用
@article{arxiv.2409.05408,
title = {Low-noise quantum frequency conversion with cavity enhancement of converted mode},
author = {Shoichi Murakami and Toshiki Kobayashi and Shigehito Miki and Hirotaka Terai and Tsuyoshi Kodama and Tsuneaki Sawaya and Akihiko Ohtomo and Hideki Shimoi and Takashi Yamamoto and Rikizo Ikuta},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.05408},
year = {2025}
}
备注
10 pages, 12 figures