論文の概要: Improving phase estimation using the number-conserving operations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.02441v1
- Date: Fri, 4 Dec 2020 07:47:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-22 03:14:23.477640
- Title: Improving phase estimation using the number-conserving operations
- Title（参考訳）: 数保存演算による位相推定の改善
- Authors: Huan Zhang, Wei Ye, Chaoping Wei, Cunjin Liu, Zeyang Liao, Liyun Hu
- Abstract要約: 我々は,マッハ・ツェンダー干渉計におけるパリティ検出による位相測定の精度向上のための理論的手法を提案する。
提案したGSP-TMSVの非古典的特性は、平均光子数(APN)、アンチバンチング効果、および2モードスクイージングの度合いによって検討される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.123933627777628
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We propose a theoretical scheme to improve the resolution and precision of
phase measurement with parity detection in the Mach-Zehnder interferometer by
using a nonclassical input state which is generated by applying a
number-conserving generalized superposition of products (GSP) operation,
(saa^{{\dag}}+ta^{{\dag}}a)^{m} with s^2+t^2=1, on two-mode squeezed vacuum
(TMSV) state. The nonclassical properties of the proposed GSP-TMSV are
investigated via average photon number (APN), anti-bunching effect, and degrees
of two-mode squeezing. Particularly, our results show that both higher-order m
GSP operation and smaller parameter s can increase the total APN, which leads
to the improvement of quantum Fisher information. In addition, we also compare
the phase measurement precision with and without photon losses between our
scheme and the previous photon subtraction/addition schemes. It is found that
our scheme, especially for the case of s=0, has the best performance via the
enhanced phase resolution and sensitivity when comparing to those previous
schemes even in the presence of photon losses. Interestingly, without losses,
the standard quantum-noise limit (SQL) can always be surpassed in our our
scheme and the Heisenberg limit (HL) can be even achieved when s=0.5,1 with
small total APNs. However, in the presence of photon losses, the HL cannot be
beaten, but the SQL can still be overcome particularly in the large total APN
regimes. Our results here can find important applications in quantum metrology.
- Abstract（参考訳）: 本稿では, 2モード圧縮真空 (TMSV) 状態において, s^2+t^2=1の積 (saa^{{\dag}}+ta^{{\dag}}a)^{m} の積 (GSP) 演算の数値保存的重ね合わせを適用して生成する非古典的な入力状態を用いて, マッハ・ツェンダー干渉計のパリティ検出による位相測定の精度と精度を向上させる理論的手法を提案する。
提案したGSP-TMSVの非古典的特性は、平均光子数(APN)、アンチバンチング効果、および2モードスクイージングの度合いによって研究される。
特に,より高次m GSP演算とより小さいパラメータsの両方がAPNを増大させ,量子フィッシャー情報の改善につながることを示す。
さらに, 位相測定精度を, 従来の光子減算・加算法と比較して, 光子損失の有無を比較検討した。
提案手法は,特にs=0の場合において,光子損失が存在する場合においても,位相分解能の向上と感度の向上により最高の性能を示すことが判明した。
興味深いことに、我々のスキームでは標準量子ノイズ限界(SQL)は常に超えることができ、ハイゼンベルク極限(HL)は、小さい総APNを持つs=0.5,1で達成できる。
しかし、光子損失がある場合、hl は打ち負かすことはできないが、sql は特に大規模な apn レジームにおいて克服できる。
この結果は量子力学における重要な応用を見出すことができる。
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