論文の概要: Single-shot non-Gaussian Measurements for Optical Phase Estimation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.08185v2
- Date: Mon, 28 Sep 2020 15:03:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-05 22:38:07.528291
- Title: Single-shot non-Gaussian Measurements for Optical Phase Estimation
- Title（参考訳）: 光位相推定のための単発非ガウジアン測定
- Authors: M. T. DiMario, F. E. Becerra
- Abstract要約: 我々は,コヒーレント状態のアブ初期位相推定のための単発計測のための戦略を示す。
これらの戦略はヘテロダイン測定の感度限界を超え、コヒーレント状態に対するクレマー・ラオ下界に接近する。
これは我々の知る限り、光コヒーレント状態に符号化された未知の位相の最も感度の高い単発計測である。
- 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: Estimation of the properties of a physical system with minimal uncertainty is
a central task in quantum metrology. Optical phase estimation is at the center
of many metrological tasks where the value of a physical parameter is mapped to
the phase of an electromagnetic field, and single-shot measurements of this
phase are necessary. While there are measurements able to estimate the phase of
light in a single shot with small uncertainties, demonstrations of near-optimal
single-shot measurements for an unknown phase of a coherent state remain
elusive. Here, we propose and demonstrate strategies for single-shot
measurements for ab initio phase estimation of coherent states that surpass the
sensitivity limit of heterodyne measurement and approach the Cramer-Rao lower
bound for coherent states. These single-shot estimation strategies are based on
real-time optimization of coherent displacement operations, single photon
counting with photon number resolution, and fast feedback. We show that our
demonstration of these optimized estimation strategies surpasses the heterodyne
limit for a wide range of optical powers without correcting for detection
efficiency with a moderate number of adaptive measurement steps. This is, to
our knowledge, the most sensitive single-shot measurement of an unknown phase
encoded in optical coherent states.
- Abstract（参考訳）: 最小不確実性を持つ物理系の性質を推定することは量子力学における中心的な課題である。
光位相推定は、物理パラメータの値が電磁場の位相にマッピングされる多くのメトロロジータスクの中心であり、この位相の単発計測が必要である。
わずかな不確かさで単発の光線の位相を推定できる測定は存在するが、コヒーレント状態の未知の位相に対するオプティマイズに近い単発測定のデモンストレーションはいまだに解明されていない。
本稿では, ヘテロダイン測定の感度限界を超えるコヒーレン状態のアブ初期位相推定のための単発計測のための戦略を提案し, コヒーレン状態に対するクレマーラオ下限にアプローチする。
これらの単一ショット推定戦略は、コヒーレント変位演算のリアルタイム最適化、光子数分解能の単一光子計数、高速フィードバックに基づいている。
我々は,これらの最適化された推定手法の実証が,適度なアダプティブ測定ステップで検出効率を補正することなく,幅広い光学パワーのヘテロダイン限界を超えることを示す。
これは我々の知る限り、光コヒーレント状態に符号化された未知の位相の最も感度の高い単発計測である。
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