論文の概要: Quantum probes for the characterization of nonlinear media
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.08058v2
- Date: Mon, 18 Oct 2021 13:34:17 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-14 20:59:21.227946
- Title: Quantum probes for the characterization of nonlinear media
- Title（参考訳）: 非線形媒体のキャラクタリゼーションのための量子プローブ
- Authors: Alessandro Candeloro, Sholeh Razavian, Matteo Piccolini, Berihu Teklu,
Stefano Olivares, and Matteo G. A. Paris
- Abstract要約: 本研究では, 非線形結合 $tildelambda$ および非線形性次数 $zeta$ の個人および共同推定をいかに改善するかを検討する。
量子プローブは非線形媒体のキャラクタリゼーションの精度を高めるための資源であり、現在の技術による潜在的な応用を予見する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 50.591267188664666
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Active optical media leading to interaction Hamiltonians of the form $ H =
\tilde{\lambda}\, (a + a^{\dagger})^{\zeta}$ represent a crucial resource for
quantum optical technology. In this paper, we address the characterization of
those nonlinear media using quantum probes, as opposed to semiclassical ones.
In particular, we investigate how squeezed probes may improve individual and
joint estimation of the nonlinear coupling $\tilde{\lambda}$ and of the
nonlinearity order $\zeta$. Upon using tools from quantum estimation, we show
that: i) the two parameters are compatible, i.e. the may be jointly estimated
without additional quantum noise; ii) the use of squeezed probes improves
precision at fixed overall energy of the probe; iii) for low energy probes,
squeezed vacuum represent the most convenient choice, whereas for increasing
energy an optimal squeezing fraction may be determined; iv) using optimized
quantum probes, the scaling of the corresponding precision with energy
improves, both for individual and joint estimation of the two parameters,
compared to semiclassical coherent probes. We conclude that quantum probes
represent a resource to enhance precision in the characterization of nonlinear
media, and foresee potential applications with current technology.
- Abstract（参考訳）: h = \tilde{\lambda}\, (a + a^{\dagger})^{\zeta}$という形の相互作用ハミルトニアンを導く活性光媒体は、量子光学技術にとって重要な資源である。
本稿では, 量子プローブを用いた非線形媒質の特性を, 半古典的とは対照的に論じる。
特に,スクイーズドプローブが非線形カップリング $\tilde{\lambda}$ と非線形次 $\zeta$ の個別および合同推定をどのように改善するかについて検討した。
量子推定のツールを使用すると、次のように示します。
i) 2つのパラメータは互換性があり、すなわち、追加の量子ノイズなしで共同で推定することができる。
二 スクイズドプローブの使用は、プローブの固定総エネルギーにおける精度を向上させる。
iii) 低エネルギープローブでは、圧縮真空が最も便利な選択肢であり、エネルギーを増大させるために最適なスクイージング率を決定することができる。
四 最適化された量子プローブを用いて、半古典的コヒーレントプローブと比較して、2つのパラメータの個人および共同推定において、エネルギーによる対応する精度のスケーリングが向上する。
量子プローブは非線形媒体のキャラクタリゼーションの精度を高めるための資源であり、現在の技術による潜在的な応用を予見する。
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