論文の概要: Theoretical studies on quantum imaging with time-integrated single-photon detection under realistic experimental conditions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.10335v2
• Date: Wed, 6 Apr 2022 03:10:21 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-04 01:22:11.909510
• Title: Theoretical studies on quantum imaging with time-integrated single-photon detection under realistic experimental conditions
• Title（参考訳）: 実測実験条件下での時間積分単光子検出による量子イメージングの理論的研究
• Authors: Byeong-Yoon Go, Changhyoup Lee, Kwang-Geol Lee
• Abstract要約: 量子プローブと単光子検出器を用いた量子強調差分測定法について検討した。 我々は2つの典型的な非古典的な光状態をプローブ、ツインフォック状態、および2モードの真空状態とみなす。 欠陥を検出する能力を定量化する信号対雑音比を、対応する古典的撮像方式と比較する。
• 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 quantum-enhanced differential measurement scheme that uses quantum probes and single-photon detectors to measure a minute defect in the absorption parameter of an analyte under investigation. For the purpose, we consider two typical non-classical states of light as a probe, a twin-Fock state and a two-mode squeezed vacuum state. Their signal-to-noise ratios (SNRs) that quantifies the capability of detecting the defect are compared with a corresponding classical imaging scheme that employs a coherent state input. A quantitative comparison is made in terms of typical system imperfections such as photon loss and background noise that are common in practice. It is shown that a quantum enhancement in SNR can be described generally by the Mandel Q-parameter and the noise-reduction-factor, which characterize an input state that is incident to the analyte. We thereby identify the conditions under which the quantum enhancement remains and can be further increased. We expect our study to provide a guideline for improving the SNR in quantum imaging experiments employing a differential measurement scheme with time-integrated single-photon detectors.
• Abstract（参考訳）: 本研究では, 量子プローブと単一光子検出器を用いて分析対象の吸収パラメータの微小な欠陥を計測する量子強調差分測定法について検討した。 本研究の目的は, 2つの典型的な非古典的光状態をプローブ, ツインフォック状態, 2モード圧縮真空状態とすることである。 欠陥を検出する能力を定量化する信号対雑音比(SNR)を、コヒーレントな状態入力を用いた対応する古典的撮像方式と比較する。 定量的な比較は、実際には一般的な光子損失や背景雑音のような典型的なシステム欠陥の観点から行われる。 SNRの量子化は、一般にマンデルQパラメータとノイズ還元因子によって記述され、分析に付随する入力状態を特徴付ける。 これにより、量子エンハンスメントが残る条件を特定し、さらに増大させることができる。 我々は、時間積分単光子検出器を用いた差分測定方式を用いて、量子イメージング実験においてSNRを改善するためのガイドラインを提供することを期待している。

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