電気光学時間レンズによる量子光の帯域幅操作

光パルスのスペクトル・時間波形を操作する能力によって、超高速分光から高速通信まで幅広い応用が可能になっている。こうした概念を量子光へ拡張すれば、光量子科学技術に大きな進展をもたらす可能性がある。しかし、古典的パルス整形技術でしばしば使用されるフィルタリングと増幅は、非古典光とは相いれない。量子光のパルスモード構造を制御するには、壊れやすい量子コヒーレンスを保つ決定論的ユニタリー操作を、効率的に行う方法が必要になる。今回我々は、時間レンズを用いることによって、非古典光のスペクトルを変える電気光学的方法を実証している。特に我々は、極めて効率が高く波長を保存する、単一光子スペクトル強度帯域幅の6倍圧縮を示しており、スペクトル帯域幅の狭い吸収体への単一光子束を2倍以上に増大させることができた。こうした結果は、スペクトル・時間フォトニック量子情報処理への道を開き、量子情報を蓄積したり、操作したりできる、さまざまな物理プラットフォーム間の接続を容易にする。