介观场脉冲压缩中非线性量子物理的出现
量子物理
2022-04-06 v1 光学
摘要
我们研究了在具有介观数量（即数十至数百）泵浦光子的脉冲压缩光产生中，非高斯量子特征的出现。由于该 regime 中必然涉及的强光学非线性，压缩伴随着显著的泵浦耗尽，损害了常规半经典压缩模型的预测。此外，多频率模式间的非线性相互作用使得系统在朴素量子模型中呈指数级难处理，需要一个更精细的建模框架。为此，我们构建了压缩动力学的非线性高斯近似，定义了一种“高斯相互作用框架”（GIF），其中非高斯量子动力学可被隔离并用少数主导（即主）超模简洁描述。我们模型的数值模拟揭示了介观 regime 中压缩的非高斯畸变，主要归因于信号-泵浦纠缠。我们认为，非线性纳米光子学的最先进水平正迅速接近该 regime，提供了一个全光学平台用于相干、多模非线性动力学丰富范式中的半经典到量子转变的实验研究。因此，介观脉冲压缩提供了一个关于半经典到量子交叉中动态复杂性迅速上升的有趣案例研究，我们将其视为量子 regime 中新信息处理能力出现的相关现象。
引用
@article{arxiv.2111.13799,
title = {Onset of non-Gaussian quantum physics in pulsed squeezing with mesoscopic fields},
author = {Ryotatsu Yanagimoto and Edwin Ng and Atsushi Yamamura and Tatsuhiro Onodera and Logan G. Wright and Marc Jankowski and M. M. Fejer and Peter L. McMahon and Hideo Mabuchi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.13799},
year = {2022}
}
备注
The first two authors contributed equally to this work; 16 pages, 7 figures