論文の概要: Classical Inputs and Measurements Enable Phase Sensitivity beyond the
Shot-Noise Limit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.00160v1
- Date: Wed, 1 Jan 2020 08:16:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-16 09:38:52.324052
- Title: Classical Inputs and Measurements Enable Phase Sensitivity beyond the
Shot-Noise Limit
- Title（参考訳）: ショットノイズ限界を超える位相感度の古典的入力と測定
- Authors: Jian-Dong Zhang, Zi-Jing Zhang, Long-Zhu Cen, Jun-Yan Hu, Yuan Zhao
- Abstract要約: コヒーレント状態に基づく位相推定は、精密測定の分野における実りの多いテストベッドである。
Cavesは、コヒーレント状態のU(2)干渉計の位相感度はショットノイズ限界(SNL)によって制限されると述べた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.7745592848469314
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Coherent-state-based phase estimation is a fruitful testbed for the field of
precision measurements since coherent states are robust to decoherence when
compared with exotic quantum states. The seminal work done by Caves
(https://doi.org/10.1103/PhysRevD.23.1693 , Phys. Rev. D 23, 1693 (1981))
stated that the phase sensitivity of a U(2) interferometer fed with a coherent
state is limited by the shot-noise limit (SNL). In this Letter, we demonstrate
that this bound is not conclusive sensitivity limit and can be broken when the
measurement includes an external phase reference. The SNL can be surpassed by a
factor of $\sqrt{2}$ and the validity is supported through the calculation of
quantum Fisher information. Additionally, we discuss other single-mode Gaussian
inputs of which sensitivities are beyond the SNL. Our work shows potential
applications for many metological scenarios, particularly when the measured
samples immersed in great lossy environments or can withstand bright
illumination.
- Abstract（参考訳）: コヒーレント状態に基づく位相推定は、エキゾチックな量子状態と比較してコヒーレント状態がデコヒーレンスに頑健であるため、精密測定の分野における実りあるテストベッドである。
caves (https://doi.org/10.1103/physrevd.23.1693 , phys.com) による独創的な研究。
d 23 1693 (1981) は、コヒーレント状態が供給されるu(2)干渉計の位相感度はショットノイズ限界(snl)によって制限されると述べた。
このレターでは、この境界が決定的な感度限界ではなく、測定が外部位相参照を含む場合に破られることを実証する。
SNLは$\sqrt{2}$の係数で超えることができ、その妥当性は量子フィッシャー情報の計算によって支持される。
さらに、SNLを超える感度を持つ1モードガウス入力についても論じる。
我々の研究は、特に測定された試料が大きな損失のある環境に浸かったり、明るい照明に耐えられる場合に、多くの気象シナリオに対する潜在的な応用を示す。
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