論文の概要: Scheme for sub-shot-noise transmission measurement using a time
multiplexed single-photon source
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.15842v2
- Date: Thu, 3 Dec 2020 21:09:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-07 12:52:01.769767
- Title: Scheme for sub-shot-noise transmission measurement using a time
multiplexed single-photon source
- Title（参考訳）: 時間多重単一光子源を用いたサブショットノイズ伝達測定方式
- Authors: Agustina G. Magnoni, Laura T. Knoll, Miguel A. Larotonda
- Abstract要約: 連続的なパラメトリックダウン変換によるペア生成に基づく多重化単一光子源を用いた実験をシミュレートする。
このような音源では、出力信号のサブポアソン統計がサブショットノイズ性能を達成するための鍵となる。
その結果, 数分解検出器を用いなくても, サブショットノイズ性能が達成できることが示唆された。
- 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: A promising result from optical quantum metrology is the ability to achieve
sub-shot-noise performance in transmission or absorption measurements. This is
due to the significantly lower uncertainty in light intensity of quantum beams
with respect to their classical counterparts. In this work, we simulate the
outcome of an experiment that uses a multiplexed single-photon source based on
pair generation by continuous spontaneous parametric down conversion (SPDC)
followed by a time multiplexing set-up with a binary temporal division
strategy, considering several types of experimental losses. With such source,
the sub-Poissonian statistics of the output signal is the key for achieving
sub-shot-noise performance. We compare the numerical results with two
paradigmatic limits: the shot-noise limit (achieved using coherent sources) and
the quantum limit (obtained with an ideal photon-number Fock state as the input
source). We also investigate conditions in which threshold detectors can be
used, and the effect of input light fluctuations on the measurement error.
Results show that sub-shot-noise performance can be achieved, even without
using number-resolving detectors, with improvement factors that range from 1.5
to 2. This technique would allow measurements of optical absorption of a sample
with reasonable uncertainty using ultra-low light intensity and minimum
disruption of biological or other fragile specimens.
- Abstract（参考訳）: 光量子計測から得られる有望な結果は、透過または吸収測定においてサブショットノイズ性能を達成する能力である。
これは、量子ビームの古典的な強度に対する光強度の不確実性が著しく低いためである。
本研究では,連続的自発的パラメトリックダウン変換(spdc)によるペア生成に基づく多重化単一光子源を用いた実験の結果をシミュレーションし,複数種類の実験損失を考慮した二元時分割戦略による時間多重化設定を行った。
このようなソースでは、出力信号のサブポアソニアン統計がサブショットノイズ性能を達成する鍵となる。
数値結果と、ショットノイズ限界(コヒーレントソースで達成)と量子限界(入力ソースとして理想光子数フォック状態を持つ)の2つのパラダイム的限界を比較した。
また,しきい値検出器の使用条件と入力光のゆらぎが測定誤差に及ぼす影響についても検討した。
以上の結果から,1.5～2の範囲で,数分解検出器を使わずに,サブショットノイズ性能を達成できることが示唆された。
この技術は、超低光強度と生物学的または他の脆弱な標本の最小破壊を用いて、適切な不確実性のある試料の光学吸収を測定することができる。
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