論文の概要: Quantum multiparameter estimation with multi-mode photon catalysis entangled squeezed state

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.15381v1
• Date: Thu, 27 Oct 2022 12:45:47 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-21 08:13:44.887297
• Title: Quantum multiparameter estimation with multi-mode photon catalysis entangled squeezed state
• Title（参考訳）: マルチモード光子触媒エンタングルス状態を用いた量子マルチパラメータ推定
• Authors: Huan Zhang, Wei Ye, Shoukang Chang, Ying Xia, Liyun Hu, Zeyang Liao
• Abstract要約: 本稿では, クロスカー非線形媒質をマッハ・ツェンダー干渉計に埋め込むことにより, マルチモードエンタングルド真空状態(MECSVS)を生成する手法を提案する。 この方法はフレドキンゲートに基づく異なるモード間の量子状態の交換を実現する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.939491159598491
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We propose a method to generate the multi-mode entangled catalysis squeezed vacuum states (MECSVS) by embedding the cross-Kerr nonlinear medium into the Mach-Zehnder interferometer. This method realizes the exchange of quantum states between different modes based on Fredkin gate. In addition, we study the MECSVS as the probe state of multi-arm optical interferometer to realize multi-phase simultaneous estimation. The results show that the quantum Cramer-Rao bound (QCRB) of phase estimation can be improved by increasing the number of catalytic photons or decreasing the transmissivity of the optical beam splitter using for photon catalysis. In addition, we also show that even if there is photon loss, the QCRB of our photon catalysis scheme is lower than that of the ideal entangled squeezed vacuum states (ESVS), which shows that by performing the photon catalytic operation is more robust against photon loss than that without the catalytic operation. The results here can find important applications in quantum metrology for multiparatmeter estimation.
• Abstract（参考訳）: 本稿では, クロスカー非線形媒質をマッハ・ツェンダー干渉計に埋め込むことにより, マルチモード触媒硬化真空状態(MECSVS)を生成する手法を提案する。 この方法はフレドキンゲートに基づく異なるモード間の量子状態の交換を実現する。 さらに,MECSVSをマルチアーム光干渉計のプローブ状態として検討し,マルチフェーズ同時推定を実現する。 その結果, 触媒光子の数を増やしたり, 光ビームスプリッタの透過率を低下させることで, 位相推定の量子クレーマー・ラオ境界(QCRB)を向上させることができることがわかった。 また,光子損失が生じたとしても,光子触媒のQCRBは理想エンタングルド真空状態 (ESVS) のQCRBよりも低く,光子触媒操作を行うことで,触媒操作なしでのQCRBよりも光子損失に対してより堅牢であることを示す。 この結果は、マルチパラメータ推定のための量子メトロジーにおける重要な応用を見出すことができる。

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