論文の概要: Enhanced phase sensitivity in a Mach-Zehnder interferometer via photon recycling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.08717v1
• Date: Fri, 17 Feb 2023 06:16:10 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-20 15:40:14.418811
• Title: Enhanced phase sensitivity in a Mach-Zehnder interferometer via photon recycling
• Title（参考訳）: 光子リサイクルによるmach-zehnder干渉計の位相感度向上
• Authors: Dong Li, Chun-Hua Yuan, Xiaoping Ma, Qingle Wang, Hwang Lee, Yao Yao, Weiping Zhang
• Abstract要約: 我々は,光子リサイクルを用いたマッハ・ツェンダー干渉計(MZI)の位相推定法を提案する。 フォトンリサイクルアームの光子損失が10%である場合でも、従来の方式と比較して位相感度9.32の増強係数を達成できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.383297987067397
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We propose an alternative scheme for phase estimation in a Mach-Zehnder interferometer (MZI) with photon recycling. It is demonstrated that with the same coherent-state input and homodyne detection, our proposal possesses a phase sensitivity beyond the traditional MZI. For instance, it can achieve an enhancement factor of 9.32 in the phase sensitivity compared with the conventional scheme even with a photon loss of 10% on the photon-recycled arm. From another point of view, the quantum Cramer-Rao bound (QCRB) is also investigated. It is found that our scheme is able to achieve a lower QCRB than the traditional one. Intriguingly, the QCRB of our scheme is dependent of the phase shift phi while the traditional scheme has a constant QCRB regardless of the phase shift. Finally, we present the underlying mechanisms behind the enhanced phase sensitivity. We believe that our results provide another angle from which to enhance the phase sensitivity in a MZI via photon recycling.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,光子リサイクルによるマッハツェンダー干渉計(mzi)の位相推定法を提案する。 同一のコヒーレント状態入力およびホモダイン検出により,本提案法は従来のMZI以上の位相感度を有することを示した。 例えば、光子リサイクルアームの光子損失が10%である場合でも、従来の方式と比較して位相感度9.32の増強係数を達成することができる。 別の観点からは、量子クレーマー・ラオ境界(QCRB)も研究されている。 提案手法は従来の手法よりも低QCRBを実現することができる。 興味深いことに、我々のスキームのQCRBは位相シフト phi に依存し、伝統的なスキームは位相シフトによらず一定のQCRBを持つ。 最後に,位相感度の向上の背景にあるメカニズムを紹介する。 以上の結果から,MZIの光子リサイクルによる位相感度の向上が期待できる。

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