Biasing el vacío cuántico para controlar las distribuciones de probabilidad macroscópicas

Área de la Ciencia:

• La óptica cuántica
• Ciencia de la información cuántica

Sus antecedentes:

• La teoría cuántica de campos postula las fluctuaciones inherentes del campo electromagnético.
• Las distribuciones de probabilidad controlables son cruciales para las aplicaciones aleatorias.
• Los sistemas ópticos multistables ofrecen potencial para la generación de aleatoriedad cuántica.

Objetivo del estudio:

• Para demostrar una fuente controlable de aleatoriedad cuántica usando campos de sesgo a nivel de vacío.
• Investigar la aplicación de esta técnica en un oscilador paramétrico óptico (OPO).
• Para explorar el potencial de detección de campo a nivel subfotónico.

Principales métodos:

• Inyección de campos de sesgo a nivel de vacío en un sistema óptico multistable (OPO).
• Utilizando pulsos de sesgo con una media de menos de un fotón.
• Controlar las probabilidades de los dos estados de salida de la OPO.
• Reconstruyendo la forma temporal de los campos a nivel subfotónico.

Principales resultados:

• Generado con éxito aleatoriedad cuántica controlable en un OPO.
• Se ha demostrado un control preciso sobre las probabilidades de estado de salida utilizando campos de nivel subfotónico.
• Demostró la capacidad para reconstruir campos electromagnéticos débiles por debajo del nivel de un solo fotón.

Conclusiones:

• Los campos de sesgo a nivel de vacío proporcionan una nueva plataforma para la aleatoriedad cuántica controlable.
• El enfoque permite un control preciso sobre los resultados probabilísticos en los sistemas cuánticos.
• Este trabajo abre vías para la detección de campo débil y la computación probabilística.