論文の概要: Multimode Metrology via Scattershot Sampling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.04135v2
• Date: Wed, 18 Aug 2021 01:11:48 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-31 23:40:04.386876
• Title: Multimode Metrology via Scattershot Sampling
• Title（参考訳）: スキャッターショットサンプリングによるマルチモードメトロロジー
• Authors: Joshua J. Guanzon, Austin P. Lund, Timothy C. Ralph
• Abstract要約: 量子フィッシャー情報性能を定量化するために,3種類の拡張型マルチモード干渉計を導入する。 3つの干渉計が平均で同じ量の情報を与えることを証明し、これは古典的な精度限界を破ることを示す。
• 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: Scattershot photon sources are known to have useful properties for optical quantum computing and boson sampling purposes, in particular for scaling to large numbers of photons. This paper investigates the application of these scattershot sources towards the metrological task of estimating an unknown phase shift. In this regard, we introduce three different scalable multimode interferometers, and quantify their quantum Fisher information performance using scattershot sources with arbitrary system sizes. We show that two of the interferometers need the probing photons to be in certain input configurations to beat the classical shot-noise precision limit, while the remaining interferometer has the necessary symmetry which allows it to always beat the classical limit no matter the input configuration. However, we can prove all three interferometers gives the same amount of information on average, which can be shown to beat the classical precision limit. We also perform Monte Carlo simulations to compare the interferometers in different experimentally relevant regimes, as a function of the number of samples.
• Abstract（参考訳）: 散乱光子源は、光量子コンピューティングやボーソンサンプリングの目的、特に多数の光子へのスケーリングに有用な特性を持つことが知られている。 本稿では,これらの散乱線源を未知の位相シフトを推定するメトロロジータスクに適用する。 本稿では,3種類のスケーラブルマルチモード干渉計を導入し,任意のシステムサイズで散乱源を用いて量子フィッシャー情報性能を定量化する。 2つの干渉計は、古典的なショットノイズ精度限界を打破するために、特定の入力構成のプローブ光子を必要とするが、残りの干渉計は、入力構成によらず常に古典的な限界を打つために必要な対称性を持つ。 しかし、3つの干渉計がすべて平均で同じ量の情報を与えることを証明でき、これは古典的な精度の限界に打ち勝つことができる。 また, モンテカルロシミュレーションを行い, サンプル数の関数として, 異なる実験的関係領域における干渉計を比較した。

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