Published April 1, 2020
| Version v1
Publication
Open
Experimental quantification of four-photon indistinguishability
Creators
- 1. Sapienza University of Rome
- 2. Universidade Federal Fluminense
- 3. International Iberian Nanotechnology Laboratory
- 4. Institute for Complex Systems
Description
Photon indistinguishability plays a fundamental role in information processing, with applications such as linear-optical quantum computation and metrology. It is then necessary to develop appropriate tools to quantify the amount of this resource in a multiparticle scenario. Here we report a four-photon experiment in a linear-optical interferometer designed to simultaneously estimate the degree of indistinguishability between three pairs of photons. The interferometer design dispenses with the need of heralding for parametric down-conversion sources, resulting in an efficient and reliable optical scheme. We then use a recently proposed theoretical framework to quantify genuine four-photon indistinguishability, as well as to obtain bounds on three unmeasured two-photon overlaps. Our findings are in high agreement with the theory, and represent a new resource-effective technique for the characterization of multiphoton interference.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تلعب عدم تمييز الفوتونات دورًا أساسيًا في معالجة المعلومات، مع تطبيقات مثل الحساب الكمي الخطي البصري والمقاييس. من الضروري بعد ذلك تطوير أدوات مناسبة لتحديد كمية هذا المورد في سيناريو متعدد الأجزاء. نبلغ هنا عن تجربة مكونة من أربعة فوتونات في مقياس تداخل خطي بصري مصمم لتقدير درجة عدم التمييز بين ثلاثة أزواج من الفوتونات في وقت واحد. يستغني تصميم مقياس التداخل عن الحاجة إلى التبشير بمصادر التحويل السفلي البارامترية، مما يؤدي إلى مخطط بصري فعال وموثوق. ثم نستخدم إطارًا نظريًا مقترحًا مؤخرًا لتحديد عدم التمييز الحقيقي لأربعة فوتونات، بالإضافة إلى الحصول على حدود لثلاثة تداخلات فوتونية ثنائية غير مقاسة. تتفق النتائج التي توصلنا إليها بشكل كبير مع النظرية، وتمثل تقنية جديدة فعالة من حيث الموارد لتوصيف التداخل متعدد النقاط.Translated Description (French)
L'indiscernabilité des photons joue un rôle fondamental dans le traitement de l'information, avec des applications telles que le calcul quantique optique linéaire et la métrologie. Il est ensuite nécessaire de développer des outils appropriés pour quantifier la quantité de cette ressource dans un scénario multiparticulaire. Nous rapportons ici une expérience à quatre photons dans un interféromètre optique linéaire conçu pour estimer simultanément le degré d'indiscernabilité entre trois paires de photons. La conception de l'interféromètre élimine la nécessité d'annoncer des sources de conversion descendante paramétriques, ce qui permet d'obtenir un schéma optique efficace et fiable. Nous utilisons ensuite un cadre théorique récemment proposé pour quantifier la véritable indiscernabilité à quatre photons, ainsi que pour obtenir des limites sur trois chevauchements non mesurés à deux photons. Nos résultats sont très en accord avec la théorie et représentent une nouvelle technique efficace sur le plan des ressources pour la caractérisation des interférences multiphotoniques.Translated Description (Spanish)
La indistinguibilidad de los fotones juega un papel fundamental en el procesamiento de la información, con aplicaciones como la computación cuántica lineal-óptica y la metrología. Entonces es necesario desarrollar herramientas apropiadas para cuantificar la cantidad de este recurso en un escenario multipartícula. Aquí informamos de un experimento de cuatro fotones en un interferómetro óptico lineal diseñado para estimar simultáneamente el grado de indistinguibilidad entre tres pares de fotones. El diseño del interferómetro prescinde de la necesidad de anunciar fuentes paramétricas de conversión descendente, lo que resulta en un esquema óptico eficiente y confiable. A continuación, utilizamos un marco teórico propuesto recientemente para cuantificar la indistinguibilidad genuina de cuatro fotones, así como para obtener límites en tres superposiciones de dos fotones no medidas. Nuestros hallazgos están muy de acuerdo con la teoría y representan una nueva técnica efectiva en recursos para la caracterización de la interferencia multifotónica.Files
pdf.pdf
Files
(11.9 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:9537f92e09e20ed974294c47291c890f
|
11.9 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- القياس الكمي التجريبي لعدم القدرة على التمييز بأربعة فوتونات
- Translated title (French)
- Quantification expérimentale de l'indiscernabilité à quatre photons
- Translated title (Spanish)
- Cuantificación experimental de la indistinguibilidad de cuatro fotones
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3101488850
- DOI
- 10.1088/1367-2630/ab7a30
References
- https://openalex.org/W1560341753
- https://openalex.org/W1941757310
- https://openalex.org/W1993292204
- https://openalex.org/W1996771478
- https://openalex.org/W2000295305
- https://openalex.org/W2000652143
- https://openalex.org/W2017639631
- https://openalex.org/W2025653427
- https://openalex.org/W2025965736
- https://openalex.org/W2028558275
- https://openalex.org/W2032152967
- https://openalex.org/W2044309974
- https://openalex.org/W2052612308
- https://openalex.org/W2052783597
- https://openalex.org/W2057986390
- https://openalex.org/W2062584998
- https://openalex.org/W2080482592
- https://openalex.org/W2084371989
- https://openalex.org/W2097100165
- https://openalex.org/W212428657
- https://openalex.org/W2125571786
- https://openalex.org/W2163525631
- https://openalex.org/W2219888606
- https://openalex.org/W2223884576
- https://openalex.org/W2226477652
- https://openalex.org/W2255714181
- https://openalex.org/W2291145342
- https://openalex.org/W2301373822
- https://openalex.org/W2417183765
- https://openalex.org/W2472823099
- https://openalex.org/W2525629725
- https://openalex.org/W2529011804
- https://openalex.org/W2611519773
- https://openalex.org/W2620068746
- https://openalex.org/W2784692586
- https://openalex.org/W2792002988
- https://openalex.org/W2795713838
- https://openalex.org/W2803394580
- https://openalex.org/W2896439086
- https://openalex.org/W2903719643
- https://openalex.org/W2912345155
- https://openalex.org/W2913079899
- https://openalex.org/W2935099246
- https://openalex.org/W2954967660
- https://openalex.org/W2962758283
- https://openalex.org/W2981795808
- https://openalex.org/W3101445276
- https://openalex.org/W3102112651
- https://openalex.org/W3103325016
- https://openalex.org/W3104487837
- https://openalex.org/W3106193592
- https://openalex.org/W3142230051