論文の概要: Distributed Quantum Sensing with Squeezed-Vacuum Light in a Configurable
Network of Mach-Zehnder Interferometers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.09178v1
- Date: Sun, 19 Sep 2021 17:40:24 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-14 07:25:13.346005
- Title: Distributed Quantum Sensing with Squeezed-Vacuum Light in a Configurable
Network of Mach-Zehnder Interferometers
- Title（参考訳）: Mach-Zehnder干渉計の構成可能なネットワークにおけるSqueezed-Vacuum光による分散量子センシング
- Authors: Marco Malitesta, Augusto Smerzi, Luca Pezz\`e
- Abstract要約: 我々は、任意の数$d geq 1$の位相シフトを並列に推定するために、分散マッハ・ツェンダー干渉計(MZIs)のセンサネットワークについて検討した。
我々の手法は、分散量子センシングにおける様々な応用への道を開くものである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We study a sensor network of distributed Mach-Zehnder interferometers (MZIs)
for the parallel (simultaneous) estimation of an arbitrary number $d \geq 1$ of
phase shifts. The scheme uses a squeezed-vacuum state that is split between $d$
modes by a quantum circuit (QC). Each output mode of the QC is the input of one
of $d$ MZIs, the other input of each MZI being a coherent state. In particular,
${\it i}$) we identify the optimal configuration of the sensor network that
allows the estimation of any linear combination of the $d$ phases with maximal
sensitivity. The protocol overcomes the shot-noise limit and reaches Heisenberg
scalings with respect to the total average number of particles in the overall
probe state, the multiphase estimation only requiring local photocounting.
Furthermore, the parallel multiphase estimation overcomes optimal separable
strategies for the estimation of any linear combination of the phases: the
sensitivity gain being a factor $d$, at most. Viceversa, ${\it ii}$) given a
specific QC, we identify the optimal linear combination of the phases that
maximizes the sensitivity and show that results are robust against random
choices of the QC. Our scheme paves the ways to a variety of applications in
distributed quantum sensing.
- Abstract（参考訳）: 任意の数 $d \geq 1$ の位相シフトを並列に推定するmzis(distributed mach-zehnder interferometers)のセンサネットワークについて検討した。
このスキームは、量子回路(QC)によって$d$モードに分割される圧縮真空状態を使用する。
QCの各出力モードは$d$MZIの1つの入力であり、もう1つの入力はコヒーレントな状態である。
特に、${\it i}$) は、最大感度を持つ$d$位相の任意の線形結合を推定できるセンサネットワークの最適な構成を特定する。
このプロトコルはショットノイズ限界を克服し、全プローブ状態における粒子の総平均数に対してハイゼンベルクスケールに達する。
さらに、並列多相推定は、任意の相の線形結合を推定するための最適な分離可能な戦略を克服する:感度ゲインは、少なくとも$d$である。
Viceversa, ${\it ii}$) 特定の QC が与えられると、位相の最適線形結合が感度を最大化し、QC のランダムな選択に対して堅牢であることを示す。
我々の手法は分散量子センシングにおける様々な応用への道を開く。
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