論文の概要: Entanglement-Assisted Absorption Spectroscopy

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2009.12026v1
• Date: Fri, 25 Sep 2020 04:13:29 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-01 00:40:30.426027
• Title: Entanglement-Assisted Absorption Spectroscopy
• Title（参考訳）: 絡み合い支援吸収分光法
• Authors: Haowei Shi, Zheshen Zhang, Stefano Pirandola, Quntao Zhuang
• Abstract要約: 我々は、量子優位性を実現するために絡み合いを利用する実用的な送信機・受信機システムを設計する。 吸収線の存在を検出する際、量子スキームは量子力学によって許容される最適性能を達成する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7874708385247353
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Spectroscopy is an important tool for probing the properties of materials, chemicals and biological samples. We design a practical transmitter-receiver system that exploits entanglement to achieve a provable quantum advantage over all spectroscopic schemes based on classical sources. To probe the absorption spectra, modelled as pattern of transmissivities among different frequency modes, we employ broad-band signal-idler pairs in two-mode squeezed vacuum states. At the receiver side, we apply photodetection after optical parametric amplification. Finally, we perform a maximal-likehihood decision test on the measurement results, achieving orders-of-magnitude-lower error probability than the optimum classical systems in various examples, including `wine-tasting' and `drug-testing' where real molecules are considered. In detecting the presence of an absorption line, our quantum scheme achieves the optimum performance allowed by quantum mechanics. The quantum advantage in our system is robust against noise and loss, which makes near-term experimental demonstration possible.
• Abstract（参考訳）: 分光法は、材料、化学物質、生物学的サンプルの性質を調べる重要なツールである。 古典的情報源に基づく全ての分光スキームに対する証明可能な量子優位性を達成するために、絡み合いを利用した実用的な送受信システムを設計する。 異なる周波数モード間の透過率パターンをモデル化した吸収スペクトルを探索するため、2モード圧縮真空状態で広帯域信号イドラーペアを用いる。 受信側では、光パラメトリック増幅後に光検出を行う。 最後に, 実分子を考慮した「ワイン・テイスティング」や「ドラッグ・テスト」など, 様々な例において, 最適古典システムよりも次数-次数-次誤差確率を達成し, 測定結果の最大化を図った。 吸収線の存在を検出する際、量子スキームは量子力学によって許容される最適性能を達成する。 本システムにおける量子アドバンテージは,ノイズや損失に対して頑健であり,短期的な実証が可能となる。

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