論文の概要: Label-free quantum super-resolution imaging using entangled multi-mode squeezed light

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.10826v3
• Date: Tue, 28 Mar 2023 20:53:39 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-30 19:03:42.527321
• Title: Label-free quantum super-resolution imaging using entangled multi-mode squeezed light
• Title（参考訳）: エンタングルマルチモード圧縮光を用いたラベルフリー量子超解像
• Authors: Daniel Soh and Eric Chatterjee
• Abstract要約: 我々は、ショットノイズレベル以下で異常な絡み合いとノイズ抑制を有するマルチモード量子光状態を作成する。 これにより、従来のコヒーレント・ステート・ライト・イメージングと比較して撮像誤差が大幅に減少する。 現実的な応用として、この新しい量子イメージングアプローチは、同じ画質を達成するために必要な光子の数を2桁に減らす。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In this study, we explore the theoretical application of entangled multi-mode squeezed light for label-free optical super-resolution imaging. By generating massively entangled multi-mode squeezed light through an array of balanced beam splitters, using a single-mode squeezed light input, we create a multi-mode quantum light state with exceptional entanglement and noise suppression below the shot noise level. This significantly reduces imaging measurement errors compared to classical coherent state light imaging when the same number of photons are used on the imaging sample. We demonstrate how to optimize the imaging system's parameters to achieve the Heisenberg imaging error limit, taking into account the number of entangled modes and photons used. We also examine the effects of optical losses in the imaging system, necessitating adjustments to the optimized parameters based on the degree of optical loss. In practical applications, this new quantum imaging approach reduces the number of photons needed to achieve the same image quality by two orders of magnitude compared to classical imaging methods that use non-entangled, non-squeezed coherent state light.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,無ラベル光超解像イメージングにおけるマルチモード励起光の理論的応用について検討する。 バランスのとれたビームスプリッタの配列を通して、非常に絡み合ったマルチモードスプリッター光を生成し、シングルモードスプリット光入力を用いて、ショットノイズレベル以下のノイズ抑制と異常な絡み合いを持つマルチモード量子光状態を生成する。 これにより、撮像試料に同じ数の光子を用いる場合、古典的コヒーレント状態の撮像と比較して撮像誤差が大幅に減少する。 本研究では,画像システムのパラメータを最適化してハイゼンベルク画像の誤差限界を達成する方法を示し,エンタングルモードや光子の数を考慮した。 また,撮像系における光損失の影響についても検討し,光損失の程度に基づいて最適化パラメータの調整を要した。 現実的な応用として、この新しい量子イメージングアプローチは、非絡み合った非定常状態光を使用する古典的な撮像法と比較して、同じ画質を達成するために必要な光子の数を2桁に削減する。

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