論文の概要: Scalable multiphoton quantum metrology with neither pre- nor
post-selected measurements
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.02454v2
- Date: Fri, 25 Jun 2021 02:29:33 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-25 07:23:07.926953
- Title: Scalable multiphoton quantum metrology with neither pre- nor
post-selected measurements
- Title（参考訳）: プレ選択およびポスト選択計測を含まないスケーラブル多光子量子メソロジー
- Authors: Chenglong You, Mingyuan Hong, Peter Bierhorst, Adriana E. Lita, Scott
Glancy, Steve Kolthammer, Emanuel Knill, Sae Woo Nam, Richard P. Mirin, Omar
S. Magana-Loaiza, Thomas Gerrits
- Abstract要約: 我々は量子化光位相推定のためのスケーラブルなプロトコルを実験的に実証した。
2モード圧縮真空状態の損失に対する堅牢性は、N00N状態に基づいてスキームを上回ります。
我々の研究は、多光子干渉に依存する量子技術にとって重要である。
- 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: The quantum statistical fluctuations of the electromagnetic field establish a
limit, known as the shot-noise limit, on the sensitivity of optical
measurements performed with classical technologies. However, quantum
technologies are not constrained by this shot-noise limit. In this regard, the
possibility of using every photon produced by quantum sources of light to
estimate small physical parameters, beyond the shot-noise limit, constitutes
one of the main goals of quantum optics. Here we experimentally demonstrate a
scalable protocol for quantum-enhanced optical phase estimation across a broad
range of phases, with neither pre- nor post-selected measurements. This is
achieved through the efficient design of a source of spontaneous parametric
down-conversion in combination with photon-number-resolving detection. The
robustness of two-mode squeezed vacuum states against loss allows us to
outperform schemes based on N00N states, in which the loss of a single photon
is enough to remove all phase information from a quantum state. In contrast to
other schemes that rely on N00N states or conditional measurements, the
sensitivity of our technique could be improved through the generation and
detection of high-order photon pairs. This unique feature of our protocol makes
it scalable. Our work is important for quantum technologies that rely on
multiphoton interference such as quantum imaging, boson sampling and quantum
networks.
- Abstract（参考訳）: 電磁場の量子統計ゆらぎは、古典的な技術で実行される光学測定の感度に基づいて、ショットノイズ限界と呼ばれる限界を確立する。
しかし、量子技術はこのショットノイズ限界に拘束されない。
この点において、量子光源によって生成された全ての光子を用いて、ショットノイズ限界を超える小さな物理パラメータを推定することは、量子光学の主要な目標の1つである。
そこで本研究では,様々な位相の量子エンハンスド光位相推定のためのスケーラブルなプロトコルを実験的に実証する。
これは、光子数分解検出と組み合わせた自発的パラメトリックダウンコンバージョン源の効率的な設計によって達成される。
2モード圧縮真空状態の損失に対するロバスト性は、単一の光子の損失が量子状態から全ての位相情報を取り除くのに十分なn00n状態に基づくスキームよりも優れています。
N00N状態や条件測定に依存する他のスキームとは対照的に,高次光子対の生成と検出により,本手法の感度を向上させることができる。
このプロトコルのユニークな機能によって、スケーラブルになります。
我々の研究は、量子イメージング、ボーソンサンプリング、量子ネットワークなどの多光子干渉に依存する量子技術にとって重要である。
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