論文の概要: Overcoming detection loss and noise in squeezing-based optical sensing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.08843v3
- Date: Fri, 5 Mar 2021 12:47:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-19 11:13:36.749383
- Title: Overcoming detection loss and noise in squeezing-based optical sensing
- Title（参考訳）: スクイーズ型光センシングにおける検出損失とノイズの克服
- Authors: Gaetano Frascella, Sascha Agne, Farid Ya. Khalili, Maria V. Chekhova
- Abstract要約: 原子と光の収縮状態は、位相、磁場、偏光、機械的変位の検知を改善する。
現実の重力波検出器ではすでに使われている。
本研究では, ノイズと損失に対する対策として, 検出前に強いノイズを伴わない増幅法を実験的に示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Among the known resources of quantum metrology, one of the most practical and
efficient is squeezing. Squeezed states of atoms and light improve the sensing
of the phase, magnetic field, polarization, mechanical displacement. They
promise to considerably increase signal-to-noise ratio in imaging and
spectroscopy, and are already used in real-life gravitational-wave detectors.
But despite being more robust than other states, they are still very fragile,
which narrows the scope of their application. In particular, squeezed states
are useless in measurements where the detection is inefficient or the noise is
high. Here, we experimentally demonstrate a remedy against loss and noise:
strong noiseless amplification before detection. This way, we achieve
loss-tolerant operation of an interferometer fed with squeezed and coherent
light. With only 50\% detection efficiency and with noise exceeding the level
of squeezed light more than 50 times, we overcome the shot-noise limit by 6~dB.
Sub-shot-noise phase sensitivity survives up to 87\% loss. Application of this
technique to other types of optical sensing and imaging promises a full use of
quantum resources in these fields.
- Abstract（参考訳）: 量子力学の既知の資源のうち、最も実用的で効率的なものはスクイーズである。
原子と光のスクイーズ状態は、位相、磁場、偏光、機械的変位のセンシングを改善する。
彼らは画像と分光の信号対雑音比を大幅に増加させることを約束しており、すでに実際の重力波検出器で使用されている。
しかし、他の状態よりも堅牢であるにもかかわらず、まだ非常に脆弱であり、アプリケーションのスコープを狭めている。
特に、スクイーズ状態は、検出が非効率でノイズが高い測定では役に立たない。
そこで本研究では,損失と雑音に対する対策を実験的に示す。
これにより、圧縮光とコヒーレント光を供給した干渉計の損失耐性動作を実現する。
検出効率は50\%で,50倍以上の圧縮光のレベルを超えるノイズで,ショットノイズ制限を6～dbで克服した。
サブショットノイズの位相感度は最大87\%の損失を持続する。
この技術の他のタイプの光学センシングおよびイメージングへの応用は、これらの分野における量子リソースのフル活用を約束している。
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