Multimode Quantum Optics in the Continuous Variable Regime
| Autor: | Treps, Nicolas |
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| Přispěvatelé: | Laboratoire Kastler Brossel (LKB (Jussieu)), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Fédération de recherche du Département de physique de l'Ecole Normale Supérieure - ENS Paris (FRDPENS), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, Claude Fabre, Treps, Nicolas |
| Jazyk: | francouzština |
| Rok vydání: | 2006 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | Physique Atomique [physics.atom-ph]. Université Pierre et Marie Curie-Paris VI, 2006 |
| Popis: | We consider the quantum description of light in the continuouswave regime, where photons are not distinguishable individually.In the small quantum fluctuations limit, we intend to increaseboth the richness and possible applications of non-classicallight by the increase of the number of modes -or degree offreedom- involved in the detection process. This is what is calledmultimode quantum optics. Within this frame, we describe apractical way to extract the number of relevant modes in a beam oflight. Then, measurement theory is reconsidered to link themultimode character of light to information processing with a beamof light. Limits to optical measurement are thus redefined, andquantum entanglement for any measurable observable described.Experiments involving more and more optical modes are demonstratedto illustrate that theory : twin beams, entanglement and quantumteleportation measurement, polarization squeezed and entangledstate generation, nano-positioning of a beam of light beyond thestandard quantum limit, spatial entanglement, noiselessamplification of images and multimode quantum optics withfrequency combs. On the way, we evoke the possible applications tothe increase of optical read-out capacity and informationtransfer, to parallel processing of quantum information and toquantum imaging and metrology. Nous considérons la description quantique de la lumière dans lerégime des variables continues, où les photons ne sont pasdistinguables individuellement. Dans la limite des petitesfluctuations quantiques, nous cherchons à augmenter la richesse,et les possibles applications, des états quantiques produits enmultipliant le nombre de "modes" -ou degrés de libertés- mis enjeu par le processus de détection. C'est ce que nous appelonsl'optique quantique multimode. Dans ce cadre, nous voyons comment,en pratique, compter le nombre de modes pertinents au sein d'unfaisceau lumineux. Puis nous reprenons la théorie de la mesureoptique pour associer le caractère multimode de la lumière à larecherche d'information dans un faisceau. Par cette approche, nousredéfinissons les limites ultimes de la mesure et nous considéronsl'intrication quantique à partir de n'importe quelle grandeurmesurable. Nous illustrons cette théorie par des expériencesmettant en jeu de plus en plus de modes : mesures de photonsjumeaux, intrication et téléportation quantique, mesure etréduction du bruit de polarisation, nano-positionnement d'unfaisceau au delà de la limite quantique standard, intricationspatiale, amplification sans bruit d'images et optique quantiquemultimode avec des peignes de fréquence. Nous évoquons égalementles possibles applications à l'accroissement des capacités destockage et de transfert d'information, au traitement en parallèlede l'information quantique et à l'amélioration les techniquesd'imagerie et de métrologie. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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