論文の概要: Entanglement-enhanced dual-comb spectroscopy

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.01516v3
• Date: Sun, 30 Jul 2023 03:55:30 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-01 23:05:22.296382
• Title: Entanglement-enhanced dual-comb spectroscopy
• Title（参考訳）: エンタングルメントエンハンスドデュアルコーム分光法
• Authors: Haowei Shi, Zaijun Chen, Scott E. Fraser, Mengjie Yu, Zheshen Zhang and Quntao Zhuang
• Abstract要約: デュアルコム干渉法は、2つのレーザー周波数コムの干渉を利用して、分光応用における前例のない能力を提供する。 本稿では、量子資源を活用して信号対雑音比の性能を著しく向上するエンタングルメント強化デュアルコム分光プロトコルを提案する。 以上の結果から,UWからmWまでのパワーレンジにおける量子的優位性が示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7340017786387767
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Dual-comb interferometry harnesses the interference of two laser frequency combs to provide unprecedented capability in spectroscopy applications. In the past decade, the state-of-the-art systems have reached a point where the signal-to-noise ratio per unit acquisition time is fundamentally limited by shot noise from vacuum fluctuations. To address the issue, we propose an entanglement-enhanced dual-comb spectroscopy protocol that leverages quantum resources to significantly improve the signal-to-noise ratio performance. To analyze the performance of real systems, we develop a quantum model of dual-comb spectroscopy that takes practical noises into consideration. Based on this model, we propose quantum combs with side-band entanglement around each comb lines to suppress the shot noise in heterodyne detection. Our results show significant quantum advantages in the uW to mW power range, making this technique particularly attractive for biological and chemical sensing applications. Furthermore, the quantum comb can be engineered using nonlinear optics and promises near-term experimentation.
• Abstract（参考訳）: dual-comb interferometryは、2つのレーザー周波数コムの干渉を利用して、分光応用において前例のない能力を提供する。 過去10年間で、最先端のシステムは、真空変動によるショットノイズによって、単位取得時間当たりの信号対雑音比が根本的に制限される地点に達した。 この問題に対処するために、量子資源を活用して信号対雑音比の性能を著しく向上するエンタングルメント強化デュアルコム分光プロトコルを提案する。 実システムの性能を解析するために,実用的な雑音を考慮した双対コム分光の量子モデルを開発した。 このモデルに基づき, ヘテロダイン検出におけるショットノイズを抑制するために, 各コーム線にサイドバンド絡み合いを有する量子コームを提案する。 以上の結果から,uwからmwのパワー範囲において大きな量子効果を示し,生体・化学センシングへの応用において特に魅力的な技術である。 さらに、量子コムは非線形光学を用いて設計することができ、短期実験を約束する。

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