論文の概要: Comparison of multi-mode Hong-Ou-Mandel interference and multi-slit
interference
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.09538v1
- Date: Sat, 14 Oct 2023 09:01:17 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-17 19:52:31.020374
- Title: Comparison of multi-mode Hong-Ou-Mandel interference and multi-slit
interference
- Title（参考訳）: マルチモードホン・ウー・マンデル干渉とマルチスリット干渉の比較
- Authors: Yan Guo, Zi-Xiang Yang, Zi-Qi Zeng, Chunling Ding, Ryosuke Shimizu,
Rui-Bo Jin
- Abstract要約: 多モード周波数絡み状態のHong-Ou-Mandel(HOM)干渉は量子力学において重要な役割を果たす。
本稿では,Multi-mode-HOM干渉(MM-HOMI)の理論とシミュレーションを行い,それをMulti-Slit干渉(MSI)と比較する。
潜在的な応用として,MM-HOMIにおける最大フィッシャー情報の平方根は,モード数とともに線形に増加することを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.7767503371811662
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Hong-Ou-Mandel (HOM) interference of multi-mode frequency entangled states
plays a crucial role in quantum metrology. However, as the number of modes
increases, the HOM interference pattern becomes increasingly complex, making it
challenging to comprehend intuitively. To overcome this problem, we present the
theory and simulation of multi-mode-HOM interference (MM-HOMI) and compare it
to multi-slit interference (MSI). We find that these two interferences have a
strong mapping relationship and are determined by two factors: the envelope
factor and the details factor. The envelope factor is contributed by the
single-mode HOM interference (single-slit diffraction) for MM-HOMI (MSI). The
details factor is given by $\sin(Nx)/ \sin(x)$ ($[\sin(Nv)/\sin(v)]^2$) for
MM-HOMI (MSI), where $N$ is the mode (slit) number and $x (v)$ is the phase
spacing of two adjacent spectral modes (slits). As a potential application, we
demonstrate that the square root of the maximal Fisher information in MM-HOMI
increases linearly with the number of modes, indicating that MM-HOMI is a
powerful tool for enhancing precision in time estimation. We also discuss
multi-mode Mach-Zehnder interference, multi-mode NOON-state interference, and
the extended Wiener-Khinchin theorem. This work may provide an intuitive
understanding of MM-HOMI patterns and promote the application of MM-HOMI in
quantum metrology.
- Abstract（参考訳）: 多モード周波数絡み状態のHong-Ou-Mandel(HOM)干渉は量子力学において重要な役割を果たす。
しかしモード数が増加するにつれて、hom干渉パターンはますます複雑になり、直感的に理解することが難しくなる。
この問題を克服するために,マルチモードhom干渉(mm-homi)の理論とシミュレーションを行い,マルチスリット干渉(msi)と比較する。
これらの2つの干渉は強いマッピング関係を持ち、エンベロープ因子と詳細因子の2つの因子によって決定される。
エンベロープ因子は、MM-HOMI(MSI)に対する単一モードHOM干渉(シングルスリット回折)によって寄与される。
詳細は$\sin(nx)/ \sin(x)$ ($[\sin(nv)/\sin(v)]^2$) for mm-homi (msi) ここで$n$はモード(スリット)番号、$x (v)$は隣接する2つのスペクトルモード(スリット)の位相間隔である。
MM-HOMIの最大フィッシャー情報の平方根はモード数とともに直線的に増加し,MM-HOMIは時間推定の精度を高める強力なツールであることを示す。
また,マルチモードmach-zehnder干渉,マルチモードnoon-state干渉,拡張wiener-khinchin定理についても述べる。
この研究は、MM-HOMIパターンの直感的な理解を提供し、量子気象学におけるMM-HOMIの適用を促進する可能性がある。
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