برهم‌نهی از حالت‌های همدوس در عبور از قیچی کوانتومی

در این مطالعه، به بررسی اثر برهم‌نهی حالت‌های همدوس بر قیچی کوانتومی پرداخته می‌شود. در این مطالعه فرض شده حالت‌های تک فوتون ایده‌آل، خلا و برهم‌نهی از حالت‌های همدوس از طریق درگاه‌های ورودی به قیچی کوانتومی اعمال شوند. با فرض آشکارسازی تک فوتون و خلا توسط آشکارسازها، شاهد حالت برهم‌نهی از حالت تک فوتون و خلا 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 باریکه وابسته است. بیشینه احتمال موفقیت 25 درصد به‌دست 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. به‌طوری‌که با تغییر فاز حالت فرودی و یا میزان عبور شکافندهای باریکه 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 ویژگی‌های حالت فرودی، می‌توان از قیچی کوانتومی برای مشخصه‌یابی برهم‌نهی از حالت‌های همدوس بهره برد.

superposition of coherent states in passing through quantum scissors

this study investigates the effect of coherent state superposition on quantum scissors. the scissor is subjected to ideal single-photon, vacuum state, and superpositions of coherent states as incident fields. detectors are employed to measure single photons and zero photons, resulting in a superposition state of single-photon and vacuum states at the output. the study calculates the scissor’s probability of success, amplification factor, fidelity, and efficiency factor. the probability of success depends on the coherent field’s amplitude, incident field phase, and transmission coefficients of the beam splitters. the maximum probability of success reaches 25%, attributed to even coherent state superpositions. quantum scissors demonstrate the capability to amplify states under specific conditions. results indicate maximum amplification when the incident field phase approximates π. besides amplification, this phase significantly influences the distribution of zero and single-photon states in the superposition output. thus, altering the incident field phase or beam splitter transmission can modify this distribution. for a fixed incident field intensity, closer proximity of the incident phase to π correlates with reduced scissor efficiency. these findings underscore how quantum scissors can characterize coherent state superpositions due to their sensitivity to incident state characteristics.