論文の概要: Non-asymptotic Heisenberg scaling: experimental metrology for a wide resources range

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.02908v1
• Date: Wed, 6 Oct 2021 16:39:24 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-12 07:59:18.880139
• Title: Non-asymptotic Heisenberg scaling: experimental metrology for a wide resources range
• Title（参考訳）: 非漸近的ハイゼンベルクスケーリング--幅広い資源領域に対する実験的気象学
• Authors: Valeria Cimini, Emanuele Polino, Federico Belliardo, Francesco Hoch, Bruno Piccirillo, Nicol\`o Spagnolo, Vittorio Giovannetti, Fabio Sciarrino
• Abstract要約: 本稿では,パラメータに関する事前情報なしで,ハイゼンベルクのスケーリングに到達した資源を適切に割り当てる手法を示す。 我々は、高次軌道角運動量を持つ単一光子状態を用いて、かなりの範囲のN$に対するハイゼンベルクのスケーリングを定量的に検証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.172672077690852
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Adopting quantum resources for parameter estimation discloses the possibility to realize quantum sensors operating at a sensitivity beyond the standard quantum limit. Such approach promises to reach the fundamental Heisenberg scaling as a function of the employed resources $N$ in the estimation process. Although previous experiments demonstrated precision scaling approaching Heisenberg-limited performances, reaching such regime for a wide range of $N$ remains hard to accomplish. Here, we show a method which suitably allocates the available resources reaching Heisenberg scaling without any prior information on the parameter. We demonstrate experimentally such an advantage in measuring a rotation angle. We quantitatively verify Heisenberg scaling for a considerable range of $N$ by using single-photon states with high-order orbital angular momentum, achieving an error reduction greater than $10$ dB below the standard quantum limit. Such results can be applied to different scenarios, opening the way to the optimization of resources in quantum sensing.
• Abstract（参考訳）: パラメータ推定に量子リソースを採用することで、標準量子限界を超える感度で動作する量子センサを実現することができる。 このような手法は、推定過程において採用リソース$N$の関数として、ベーシックなハイゼンベルクスケーリングに到達することを約束する。 以前の実験ではハイゼンベルク限界性能に接近する精度のスケーリングが実証されたが、n$ の範囲での計算には至らなかった。 本稿では,パラメータに関する事前情報なしに,ハイゼンベルクスケーリングに到達可能なリソースを適切に割り当てる手法を示す。 回転角の測定において,このような利点を実験的に示す。 我々は,高次軌道角運動量を持つ単一光子状態を用いて,ハイゼンベルクのスケーリングをある程度の$N$で定量的に検証し,標準量子限界以下で10$dB以上の誤差低減を実現する。 このような結果は異なるシナリオに適用でき、量子センシングにおけるリソースの最適化への道を開くことができる。

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