論文の概要: Mitigating Source and Detection Noises in Auto-correlative Weak-Value Amplification
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.12732v4
- Date: Mon, 22 Sep 2025 06:55:59 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-24 16:16:25.44804
- Title: Mitigating Source and Detection Noises in Auto-correlative Weak-Value Amplification
- Title（参考訳）: 自己相関弱値増幅における音源と検出ノイズの緩和
- Authors: Xiang-Yun Hu, Jing-Hui Huang, Fei-Fan He, Guang-Jun Wang, Adetunmise C. Dada,
- Abstract要約: 自動相関弱値増幅(AWVA)は,レーザパワー変動と検出ノイズの両方を抑制することを示す。
AWVAは、高出力レーザーノイズが支配される状態と光子スターベッド状態の両方の精度を向上させる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.0914519816028356
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Weak-value amplification (WVA) is a post-selection-based technique that amplifies weak physical signals by preparing nearly orthogonal pre- and post-selected quantum states. It is intrinsically limited by various kinds of technical noise, which distorts amplified weak values, especially when discarding photons in post-selection. While prior work established the efficacy of auto-correlative weak-value amplification (AWVA) under Gaussian noise, practical implementations face challenges from band-limited laser-source noise and detection noise. Here, we demonstrate that the AWVA protocol robustly suppresses both laser-power fluctuations and detection noise. Numerical experiments in Simulink further reveal AWVA dual advantage. Under high-power conditions, the noise-reduction superiority of AWVA over WVA becomes increasingly pronounced as input laser power increases. In detection-limited regimes, AWVA achieves an order-of-magnitude lower uncertainty, closely approaching the Cramer-Rao bound. This work demonstrates that AWVA improves precision in both high-power laser-noise-dominated and photon-starved regimes, thereby bridging these operating extremes and advancing precision in applications from gravitational-wave detection to hybrid quantum systems.
- Abstract（参考訳）: WVA (Weak-value Amplification) は、選択後の量子状態のほぼ直交前と後とで、弱い物理信号を増幅する手法である。
様々な技術的ノイズによって本質的に制限されており、特に選択後の光子を破棄する場合に弱い値を増幅する。
先行研究はガウス雑音下での自己相関弱値増幅(AWVA)の有効性を確立したが、実践的な実装は帯域制限レーザー音源ノイズと検出ノイズによる課題に直面した。
ここでは,AWVAプロトコルがレーザパワー変動と検出ノイズの両方を頑健に抑制することを示す。
Simulink における数値実験により、さらに AWVA の二重優位性が明らかになる。
高出力条件下では、入力レーザパワーが増大するにつれて、WVA上のAWVAのノイズ低減優位性がますます顕著になる。
検出制限状態においては、AWVAはマグニチュードの低い不確実性を達成し、クレーマー・ラオ境界に近づいた。
この研究は、AWVAが高出力のレーザーノイズ支配型と光子スターベッド型の両方で精度を向上し、これらの動作極端をブリッジし、重力波検出からハイブリッド量子システムへの応用の精度を向上することを示した。
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