論文の概要: Quantum metrology of two-photon absorption
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.01561v1
- Date: Tue, 4 May 2021 15:21:15 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-01 15:24:16.439149
- Title: Quantum metrology of two-photon absorption
- Title（参考訳）: 2光子吸収の量子計測
- Authors: Carlos S\'anchez Mu\~noz, Gaetano Frascella, and Frank Schlawin
- Abstract要約: 2光子吸収(TPA)は、超高分解能イメージングと分光において基本的な重要性を持つ。
我々は,TPA断面の高精度測定のために,非古典的励起光源のメトロジー特性を確立した。
非常に小さな断面の限界において、圧縮された状態で達成できる精度の基本的な限界は存在しないことが判明した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Two-photon absorption (TPA) is of fundamental importance in super-resolution
imaging and spectroscopy. Its nonlinear character allows for the prospect of
using quantum resources, such as entanglement, to improve measurement precision
or to gain new information on, e.g., ultrafast molecular dynamics. Here, we
establish the metrological properties of nonclassical squeezed light sources
for precision measurements of TPA cross sections. We find that there is no
fundamental limit for the precision achievable with squeezed states in the
limit of very small cross sections. Considering the most relevant measurement
strategies -- namely photon counting and quadrature measurements -- we
determine the quantum advantage provided by squeezed states as compared to
coherent states. We find that squeezed states outperform the precision
achievable by coherent states when performing quadrature measurements, which
provide improved scaling of the Fisher information with respect to the mean
photon number $\sim n^4$. Due to the interplay of the incoherent nature and the
nonlinearity of the TPA process, unusual scaling can also be obtained with
coherent states, which feature a $\sim n^3$ scaling in both quadrature and
photon-counting measurements.
- Abstract（参考訳）: 2光子吸収(TPA)は超高分解能イメージングと分光において基本的な重要性を持つ。
その非線形キャラクタは、エンタングルメントのような量子資源を使用することで、測定精度の向上や、例えば超高速分子動力学などの新しい情報を得ることができる。
そこで我々は,TPA断面の高精度測定のために,非古典的励起光源のメトロジー特性を確立する。
非常に小さな断面の制限で圧縮された状態で達成できる精度の基本的な限界は存在しない。
最も関連する測定戦略(光子計数と二次測定)を考えると、コヒーレント状態と比較して、スクイーズ状態によって与えられる量子長所を決定する。
スクイーズ状態は、二次測定を行う際にコヒーレント状態によって達成可能な精度よりも優れており、平均光子数 $\sim n^4$ に対するフィッシャー情報のスケーリングが改善された。
非コヒーレントな性質と tpa 過程の非線形性の相互作用により、二次数と光子数の両方で$\sim n^3$ のスケーリングを特徴とするコヒーレント状態でも異常なスケーリングが得られる。
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