論文の概要: Optimum parameter estimation of shaped phase objects
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.14504v3
- Date: Thu, 11 Jan 2024 11:38:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-13 04:19:18.885054
- Title: Optimum parameter estimation of shaped phase objects
- Title（参考訳）: 形状相オブジェクトの最適パラメータ推定
- Authors: Arturo Villegas, Marcello H. M. Passos, Silvania F. Pereira, Juan P.
Torres
- Abstract要約: 最適精度で推定する一般的な手法,すなわち光-物質相互作用プロセスによって決定される最良の精度を示す。
本手法の主な特徴と物理界への応用を照らし出すことが目的である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We show a general method to estimate with optimum precision, i.e., the best
precision determined by the light-matter interaction process, a set of
parameters that characterize a phase object. The method derives from ideas
presented by Pezze et al., [Phys. Rev. Lett. 119, 130504 (2017)]. Our goal is
to illuminate the main characteristics of this method as well as its
applications to the physics community, probably not familiar with the formal
quantum language usually employed in works related to quantum estimation
theory. First, we derive precision bounds for the estimation of the set of
parameters characterizing the phase object. We compute the Cr\`amer-Rao lower
bound for two experimentally relevant types of illumination: a multimode
coherent state with mean photon number N, and N copies of a multimode
single-photon quantum state. We show under which conditions these two models
are equivalent. Second, we show that the optimum precision can be achieved by
projecting the light reflected/transmitted from the object onto a set of modes
with engineered spatial shape. We describe how to construct these modes, and
demonstrate explicitly that the precision of the estimation using these
measurements is optimum. As example, we apply these results to the estimation
of the height and sidewall angle of a cliff-like nanostructure, an object
relevant in semiconductor industry for the evaluation of nanofabrication
techniques.
- Abstract（参考訳）: 位相対象を特徴付けるパラメータの集合である光・物質相互作用過程によって決定される最善の精度を最適な精度で推定する方法を提案する。
この方法はpezzeらによって提唱された[phys. rev. lett. 119, 130504 (2017)]アイデアに由来する。
我々のゴールは、この方法の主な特徴と物理学コミュニティへの応用を照らすことであり、量子推定理論に関する研究で通常使われる形式的な量子言語には馴染みがないだろう。
まず、位相オブジェクトを特徴付けるパラメータの集合を推定するための精度境界を導出する。
我々は、平均光子数 N の多重モードコヒーレント状態と、多重モード単一光子量子状態の N コピーの2つの実験的な種類の照明に対して、Cr\`amer-Rao の下界を計算する。
この2つのモデルがどのような条件で等価かを示す。
第2に, 物体から反射・透過された光を, 空間形状を工夫したモード群に投影することにより, 最適精度が得られることを示す。
これらのモードの構築方法を説明し、これらの測定値を用いた推定精度が最適であることを示す。
例えば, ナノファブリケーション技術の評価のために, 半導体産業に関連する物体である崖状ナノ構造の高さと側壁角度の推定にこれらの結果を適用する。
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