Subcycle tomography of quantum light
Physical review. A/Physical review, AJournal
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Andrey Moskalenko
KAIST 물리학과
Theoretical Optics / Quantum Optics / Ultrafast Photonics / Ultrafast light-matter interactions
moskalenko@kaist.ac.kr
Subcycle and subwavelength squeezing, quantum tomography with extreme time resolution, weak measurement and entanglement aspects, development of ultrafast quantum spectroscopy, and analogue connections to cosmology.
Theory for ultrafast strong driving of quantum systems, novel ultrafast schemes to drive qubit gates, and driving systems by pulses with spatio-temporal structure.
Tunneling induced by femtosecond light pulses in nanocontacts, tunneling by strong quantum light, dynamical screening effects, and nanoplasmonic streaking in quantum rings and nanoshells.
Implementation of quantum NOT gates using periodic shifting of rotational axis, achieving high accuracy operations at fast timescales while minimizing decoherence effects.
출처: 연구실 홈페이지
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본 연구는 이중포트 전기광학 샘플링 기법을 기반으로 한 프로토콜을 제시하여 다중모드 가우시안 양자광의 완전한 특성화를 가능하게 합니다. 이 방법은 샷 노이즈와 캐스케이딩 효과에 강건하며, 비선형 결정에서 생성된 다중모드 압축 상태의 재구성을 통해 이론적으로 검증되었습니다. 이 기법은 초고속 다중모드 양자광 특성화를 위한 다목적 도구로서 양자 상태 단층촬영의 범위를 확대합니다.
본 연구는 쌍방향 결합을 유도하여 두 개의 상호작용하는 부유 나노입자 시스템에서 열 압축 상태와 무작위 위상 코히어런트 상태를 생성하고 일방향으로 수송합니다. 트래핑 레이저의 위상과 입자 간 거리를 조절하여 비상호 결합을 만들어 한 입자에서 다른 입자로만 에너지가 흐르도록 하며, 두 경우 모두 높은 충실도의 일방향 수송을 달성합니다. 이 메커니즘은 센싱, 계측, 양자 네트워크 등의 응용 가능성을 제시합니다.
본 연구는 고전 광원으로 구동되는 광학 공진기를 통해 두 큐비트 간 얽힘을 생성하는 방법을 조사합니다. 단일 양자 교환으로 최대 얽힘을 생성할 수 있으며, 펄스 길이에 따라 두 가지 영역에서 큐비트 회전 및 압축 상태를 이용하여 얽힘 생성을 제어할 수 있습니다.
본 논문은 3차 비선형 광학 과정과 국소 발진기 필드를 이용한 호모다인 검출을 결합하여 양자 전기장의 서브사이클 계측을 수행하는 새로운 시간영역 방법을 제안합니다. 이 방법은 펄스 단위로 국소 발진기의 샷 노이즈를 제거하여 본질적으로 약한 양자 노이즈 기여도를 분리할 수 있으며, 비선형성의 중심대칭 특성과 함께 테라헤르츠 및 중적외선 양자장 계측의 새로운 기회를 제공합니다.