論文の概要: Unconditional and robust quantum metrological advantage beyond NOON states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.00940v1
• Date: Thu, 2 Feb 2023 08:30:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-03 14:47:08.617965
• Title: Unconditional and robust quantum metrological advantage beyond NOON states
• Title（参考訳）: NOON状態を超える無条件で堅牢な量子力学上の優位性
• Authors: Jian Qin, Yu-Hao Deng, Han-Sen Zhong, Li-Chao Peng, Hao Su, Yi-Han Luo, Jia-Min Xu, Dian Wu, Si-Qiu Gong, Hua-Liang Liu, Hui Wang, Ming-Cheng Chen, Li Li, Nai-Le Liu, Chao-Yang Lu, Jian-Wei Pan
• Abstract要約: 本稿では,スケーラブルで無条件でロバストな量子メトロジー的優位性を実現する新しいスキームを提案し,実現する。 我々は,光子の損失や不完全性を抑えることなく,光子毎に抽出したフィッシャー情報において,ショットノイズ限界を超える5.8(1)倍の強調を観測した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.647495855339967
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum metrology employs quantum resources to enhance the measurement sensitivity beyond that can be achieved classically. While multi-photon entangled NOON states can in principle beat the shot-noise limit and reach the Heisenberg limit, high NOON states are difficult to prepare and fragile to photon loss which hinders it from reaching unconditional quantum metrological advantages. Here, we combine the idea of unconventional nonlinear interferometers and stimulated emission of squeezed light, previously developed for photonic quantum computer Jiuzhang, to propose and realize a new scheme that achieves a scalable, unconditional, and robust quantum metrological advantage. We observe a 5.8(1)-fold enhancement above the shot-noise limit in the Fisher information extracted per photon, without discounting for photon loss and imperfections, which outperforms ideal 5-NOON states. The Heisenberg-limited scaling, the robustness to external photon loss, and the ease-to-use of our method make it applicable in practical quantum metrology at low photon flux regime.
• Abstract（参考訳）: 量子メートル法は古典的に達成できる以上の測定感度を高めるために量子資源を用いる。 多光子絡み合ったNOON状態は、原則としてショットノイズ限界を破ってハイゼンベルク限界に達することができるが、高いNOON状態は準備が難しく、光子損失に脆弱であり、無条件の量子メトロジー上の利点に到達することを妨げる。 本稿では,従来型非線形干渉計の考え方と,従来フォトニック量子コンピュータであるjiuzhangで開発されたシュイーズド光の放射を組み合わせることで,スケーラブルで無条件でロバストな量子メトロロジー上の優位性を実現する新しいスキームを提案し,実現する。 我々は,光子の損失や不完全性を抑えることなく,光子毎に抽出したフィッシャー情報のショットノイズ限界を超える5.8(1)倍の強調を観測した。 ハイゼンベルク制限スケーリング、外部光子損失に対するロバスト性、およびこの方法の使いやすさは、低光子フラックス領域での実用的な量子計測に適用できる。

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