論文の概要: Transmission Estimation at the Cram\'er-Rao Bound for Squeezed States of
Light in the Presence of Loss and Imperfect Detection
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.13698v1
- Date: Mon, 31 Aug 2020 15:58:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-04 05:34:27.892838
- Title: Transmission Estimation at the Cram\'er-Rao Bound for Squeezed States of
Light in the Presence of Loss and Imperfect Detection
- Title（参考訳）: 損失の有無と不完全な検出における光のスクイーズ状態に対するCram\'er-Rao境界での伝送推定
- Authors: Timothy S. Woodworth, Kam Wai Clifford Chan, Carla Hermann-Avigliano,
and Alberto M. Marino
- Abstract要約: 我々は、多くの光子を持つ光の量子状態、すなわち明るい単モードと2モードの励起状態の利用を考える。
これらの状態は、大きなスクイージングの限界において、送信推定のために光子当たりの最大量子フィッシャー情報に近づくことを示す。
- 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: Enhancing the precision of a measurement requires maximizing the information
that can be gained about the quantity of interest from probing a system. For
optical based measurements, such an enhancement can be achieved through two
approaches, increasing the number of photons used to interrogate the system and
using quantum states of light to increase the amount of quantum Fisher
information gained per photon. Here we consider the use of quantum states of
light with a large number of photons, namely the bright single-mode and
two-mode squeezed states, that take advantage of both of these approaches for
the problem of transmission estimation. We show that, in the limit of large
squeezing, these states approach the maximum possible quantum Fisher
information per photon for transmission estimation that is achieved with the
Fock state and the vacuum two-mode squeezed state. Since the bright states we
consider can be generated at much higher powers than the quantum states that
achieve the maximum quantum Fisher information per photon, they can achieve an
much higher absolute precision as quantified by the quantum Cram\'er-Rao bound.
We discuss the effects of losses external to the system on the precision of
transmission estimation and identify simple measurements techniques that can
saturate the quantum Cram\'er-Rao bound for the bright squeezed states even in
the presence of such external losses.
- Abstract（参考訳）: 測定の精度を向上させるには、システムの探索から得られる関心量に関する情報を最大化する必要がある。
光ベースの測定では、このような拡張は2つのアプローチで達成でき、システムの尋問に使用される光子の数を増やし、光子当たりの量子フィッシャー情報量を増やすために光量子状態を使用する。
ここでは、多くの光子を持つ光の量子状態、すなわち明るい単モードと2モードの圧縮状態の利用を考える。
これらの状態は、大きなスクイージングの限界において、フォック状態と真空2モードスクイーズ状態によって達成される伝送推定のために光子当たりの最大量子フィッシャー情報に近づく。
我々が考える明るい状態は、光子当たりの最大量子フィッシャー情報を達成する量子状態よりもはるかに高いパワーで生成できるので、量子クラム・ラオ境界によって量子化されたより高い絶対精度が得られる。
送信推定精度に対するシステム外部の損失の影響について検討し、外部の損失がある場合でも、明るい圧縮状態に対して量子Cram\'er-Rao境界を飽和させる単純な測定手法を同定する。
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