論文の概要: Approaching maximal precision of Hong-Ou-Mandel interferometry with non-perfect visibility

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.10633v2
• Date: Sun, 09 Feb 2025 16:47:59 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-11 14:25:12.208918
• Title: Approaching maximal precision of Hong-Ou-Mandel interferometry with non-perfect visibility
• Title（参考訳）: 非完全視認性を有するHong-Ou-Mandel干渉計の最大精度へのアプローチ
• Authors: Othmane Meskine, Eloi Descamps, Arne Keller, Aristide Lemaître, Florent Baboux, Sara Ducci, Pérola Milman,
• Abstract要約: 量子力学において、プローブとしての量子状態を用いたパラメータ推定において達成される精度は、測定戦略によって決定される。 可視性のある精度のスケーリングは、プローブとして使用される状態が占有する時間周波数位相空間の有効面積に依存することが示され、最適なスケーリングが存在することが分かる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: In quantum mechanics, the precision achieved in parameter estimation using a quantum state as a probe is determined by the measurement strategy employed. The ultimate quantum limit of precision is bounded by a value set by the state and its dynamics. Theoretical results have revealed that in interference measurements with two possible outcomes, this limit can be reached under ideal conditions of perfect visibility and zero losses. However, in practice, this cannot be achieved, so precision {\it never} reaches the quantum limit. But how do experimental setups approach precision limits under realistic circumstances? In this work we provide a general model for precision limits in two-photon Hong-Ou-Mandel interferometry for non-perfect visibility. We show that the scaling of precision with visibility depends on the effective area in time-frequency phase space occupied by the state used as a probe, and we find that an optimal scaling exists. We demonstrate our results experimentally for different states in a set-up where the visibility can be controlled and reaches up to $99.5\%$. In the optimal scenario, a ratio of $0.97$ is observed between the experimental precision and the quantum limit, establishing a new benchmark in the field.
• Abstract（参考訳）: 量子力学において、プローブとしての量子状態を用いたパラメータ推定において達成される精度は、測定戦略によって決定される。 精度の最終的な量子極限は、状態とその力学によって設定された値によって制限される。 理論的な結果は、2つの可能な結果を持つ干渉測定において、この限界は完全な可視性と損失ゼロの理想的な条件下で到達できることを示した。 しかし、実際にはこれは達成できないので、精度が量子限界に達することはない。 しかし、現実的な状況下では、実験的なセットアップが精度の限界にどのようにアプローチするのか? 本研究は,非完全視認性のための2光子Hong-Ou-Mandel干渉計における精度限界の一般モデルを提供する。 可視性のある精度のスケーリングは、プローブとして使用される状態が占有する時間周波数位相空間の有効面積に依存することが示され、最適なスケーリングが存在することが分かる。 我々は、可視性を制御することができ、最大99.5\%$まで到達できるセットアップにおいて、異なる状態に対して実験的な結果を示す。 最適シナリオでは、実験精度と量子限界の間に0.97$の比が観測され、フィールドに新しいベンチマークが確立される。

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