論文の概要: Optical interferometer using two-mode squeezed light for enhanced chip-integrated quantum metrology
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.10602v3
- Date: Mon, 29 Jul 2024 20:05:26 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-31 22:49:41.788914
- Title: Optical interferometer using two-mode squeezed light for enhanced chip-integrated quantum metrology
- Title（参考訳）: 2モード励起光を用いた光干渉計によるチップ集積量子メトロジーの強化
- Authors: Patrick Tritschler, Torsten Ohms, André Zimmermann, Fabian Zschocke, Thomas Strohm, Peter Degenfeld-Schonburg,
- Abstract要約: 本研究では,2モード圧縮光発生部分,センサ領域,検出段階からなるシステムを分析する。
主な用途は小型でコンパクトなデバイスであり、量子化が最大10倍に向上する可能性があることを示す。
- 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: This work discusses the possibility of using two-mode squeezed light to improve the performance of existing sensor technology with the focus on its miniaturization under realistic losses. Therefore, we analyze a system consisting of a part for the two-mode squeezed light generation, a sensor region and a detection stage. Based on a general four-wave mixing (FWM) Hamiltonian caused by the third order susceptibility, we formulate linearized equations that describe the FWM process below the threshold and are used to analyze the squeezing quality between the generated optical signal and idler modes. For a possible realization, the focus is set on the chip-integrated generation using micro-ring resonators. To do so, the impact of the design and the pump light are considered in the derived equations. These equations are used to analyze the usage of two-mode squeezed light in quantum metrology and the application in a Mach-Zehnder interferometer (MZI). Due to the impact of losses in realistic use cases, we show that the main usage is for small and compact devices, which can lead to a quantum improvement up to a factor of ten in comparison of using coherent light only. This enables the use of small squeezing-enhanced sensors with a performance comparable to larger classical sensors.
- Abstract（参考訳）: 本研究は, 現実的な損失下での小型化に焦点をあて, 既存のセンサ技術の性能向上を図るために2モード圧縮光を用いる可能性について論じる。
そこで本研究では,2モード圧縮光発生部分,センサ領域,検出段階からなるシステムを分析する。
第3次感受性によって生じる一般4波混合(FWM)ハミルトニアンに基づいて、しきい値以下でFWM過程を記述する線形化方程式を定式化し、生成した光信号とアイドラーモード間のスクイーズ品質を解析する。
実現可能なためには、マイクロリング共振器を用いたチップ統合生成に焦点をあてる。
そのため、導出方程式には設計とポンプ光の影響が考慮されている。
これらの方程式は量子気象学における2モードの励起光の使用と、マッハ・ツェンダー干渉計(MZI)への応用を分析するために用いられる。
現実的なユースケースにおける損失の影響から,小型でコンパクトなデバイスが主な用途であり,コヒーレント光のみを使用する場合と比較して10倍の量子的改善につながる可能性が示唆された。
これにより、より大型の古典的なセンサーに匹敵する性能を持つ小型のスクイージング型センサーを使用することができる。
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