[Aug 05, 2014] 김윤호 교수 연구실 - Engineering Frequency-Time Quantum Correlation of Narrow-Band Biphotons from Cold Atoms

[Aug 05, 2014] 김윤호 교수 연구실 - Engineering Frequency-Time Quantum Correlation of Narrow-Band Biphotons from Cold Atoms

Physics Review Letters 113, 063602 (2014)

 비고전적 광자쌍은 자연적으로 특정한 형태의 주파수-시간 양자 상관관계를 가지고 있다. 본 연구에서는 광자쌍의 주파수-시간 양자 상관관계를 완전히 제어하였다. 이 광자쌍은 냉각 원자에서 자발자 사광자 혼합 방법을 이용해서 생성하였다. 본 연구진은 주파수 양의 관계, 음의 관계, 그리고 비관계를 갖는 광자쌍의 생성을 실험적으로 확인하였고, 그것의 비고전성도 입증하였다. 이 연구는 좁은 선폭의 얽힘 광자쌍의 성질을 제어하는 새로운 방법을 제시함으로써 양자광학 양자정보 응용 분야에 적용될 수 있을 것으로 기대한다.

 The nonclassical photon pair, generated via a parametric process, is naturally endowed with a specific form of frequency-time quantum correlations. Here, we report complete control of frequency-time quantum correlations of narrow-band biphotons generated via spontaneous four-wave mixing in a cold atomic ensemble. We have experimentally confirmed the generation of frequency-anticorrelated, frequency- correlated, and frequency-uncorrelated narrow-band biphoton states, as well as verifying the strong nonclassicality of the correlations. Our work opens up new possibilities for engineering narrow-band entangled photons for various quantum optical and quantum information applications.