多路径量子干涉的非线性-线性对偶性

在量子光学领域,非简并参量下转换(PDC)过程的后选择幅度可通过部分时间反演与分束器(BS)相关联,其归一化系数与参量增益相关[参见《美国国家科学院院刊》117卷33107页(2020)]。在低增益的特殊情况下,该现象会令人联想到量子成像中的Klyshko超前波图像。本研究提出并证明了一种广义对偶性:将包含非简并PDC和线性光学系统的量子非线性干涉装置替换为假设的波长位移分束器时,多重空间路径构成的原始装置几何结构得以保持,级联PDC则转变为涉及Redheffer星积运算的光学谐振腔。归一化系数中的附加项与腔内循环光子的贡献相关。该团队进一步讨论了相干态输入与后选择在Q函数计算中的应用。此定理将有助于开发突破低增益限制的量子光子器件。

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