نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• هدی السادات لطفی پور
• حسن سبحانی

پژوهشکده فوتونیک و فناوری های کوانتومی

چکیده

در این مطالعه، به بررسی اثر برهم‌نهی حالت‌های همدوس بر قیچی کوانتومی پرداخته می‌شود. در این مطالعه فرض شده حالت‌های تک فوتون ایده‌آل ، خلأ و برهم‌نهی از حالت‌های همدوس از طریق درگاه‌های ورودی به قیچی کوانتومی اعمال ‌شوند. با فرض آشکارسازی تک فوتون و خلأ توسط آشکارسازها، شاهد حالت برهم‌نهی از حالت تک فوتون و خلأ در خروجی هستیم. در این مطالعه احتمال موفقیت قیچی، ضریب تقویت، ضریب همانندی و ضریب کارایی قیچی مورد بررسی قرار می‌گیرند. احتمال موفقیت به دامنه میدان همدوس و فاز میدان فرودی و ضرایب عبور شکافنده‌های پرتو وابسته است. بیشینه احتمال موفقیت 25 درصد بدست می‌آید که مربوط به حالت فرودی برهم‌نهی همدوس زوج است. قیچی کوانتومی در شرایطی می‌تواند سبب تقویت حالت‌های فرودی به آن شود. نتایج نشان می‌دهد توانایی تقویت قیچی برای فازهای میدان فرودی نزدیک به بیشینه مقدار است. علاوه بر اثر تقویت در خروجی قیچی کوانتومی، این کمیت به نوعی توزیع حضور حالت‌های صفر و تک فوتون را در آشکارساز تعیین می‌کند. بطوریکه با تغییر فاز حالت فرودی و یا میزان عبور شکافند‌های پرتو این توزیع قابل تغییر است. برای مقدار ثابت شدت میدان فرودی، هر چه میزان فاز فرودی به نزدیک‌تر باشد کارایی قیچی پایین‌تر است. نتایج نشان می‌دهد با توجه به وابستگی کمیت‌های مورد بررسی به ویژگی-های حالت فرودی، می‌توان از قیچی کوانتومی برای مشخصه‌یابی برهم‌نهی از حالت‌های همدوس بهره برد.

کلیدواژه‌ها

• قیچی کوانتومی
• برهم نهی حالت‌های همدوس
• احتمال موفقیت
• ضریب همانندی

عنوان مقاله [English]

Superposition of Coherent States in passing through Quantum Scissors

نویسندگان [English]

• Hoda Sadat Lotfipour
• hassan sobhani

Photonics and Quantum Technologies Research School

چکیده [English]

This study investigates the effect of quantum scissors on coherent state superposition. Quantum scissors consist of two beam splitters and two single-photon detectors. We have a superposition state of the single-photon state and vacuum state at the output. In this study, the ideal single photon, vacuum state, and superposition of coherent states are applied to the scissors as incident fields. The detectors detect single and zero photons, while we have truncation of the superposition state. In this study, the probability of success of the scissor, the amplification factor, fidelity, and efficiency factor of the scissor are calculated. The maximum probability of success is 25%, which is related to the even coherent state superposition. The results show that the ability of the scissor for amplification is the maximum value when the incident field phase is near . For a fixed value of the incident field intensity, the closer the incident phase is to , the scissor efficiency is lower. The results state that due to the dependence of the investigated parameters on the characteristics of the incident state, quantum scissors can be used to characterize the superposition of coherent states.

کلیدواژه‌ها [English]

• Quantum Scissor
• Coherent State Superposition
• Success Probability
• Fidelity