論文の概要: Metrological robustness of high photon number optical cat states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.01371v2
• Date: Wed, 17 Apr 2024 12:58:14 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-18 19:30:24.062179
• Title: Metrological robustness of high photon number optical cat states
• Title（参考訳）: 高光子数光猫状態のメトロロジカルロバスト性
• Authors: Philipp Stammer, Tomás Fernández Martos, Maciej Lewenstein, Grzegorz Rajchel-Mieldzioć,
• Abstract要約: 高光子数状態における位相推定のためのメロジカルロバスト性を示すノイズロバスト光猫状態を導入する。 これらの猫状態は高調波発生の強いレーザー駆動過程から得られる。 その結果, 損失ケースにおけるQFIの減少は, 偶数および奇数と比較してHHG-cat状態に対して抑制されることがわかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In the domain of quantum metrology, cat states have demonstrated their utility despite their inherent fragility with respect to losses. Here, we introduce noise robust optical cat states which exhibit a metrological robustness for phase estimation in the regime of high photon numbers. These cat states are obtained from the intense laser driven process of high harmonic generation (HHG), and show a resilience against photon losses. Focusing on a realistic scenario including experimental imperfections we opt for the case in which we can maximize the lower bound of the quantum Fisher information (QFI) instead of analyzing the best case scenario. We show that the decrease of the QFI in the lossy case is suppressed for the HHG-cat state compared to the even and odd counterparts. In the regime of small losses of just a single photon, the HHG-cat state remains almost pure while the even/odd cat state counterparts rapidly decohere to the maximally mixed state. More importantly, this translates to a significantly enhanced robustness for the HHG-cat against photon loss, demonstrating that high photon number optical cat states can indeed be used for metrological applications even in the presence of losses.
• Abstract（参考訳）: 量子力学の分野では、猫の状態は損失に関して固有の脆弱さにもかかわらず、その実用性を実証している。 本稿では,高光子数状態における位相推定のためのメロジカルロバスト性を示すノイズロバスト光猫状態を紹介する。 これらの猫状態は高調波発生(HHG)の強いレーザー駆動過程から得られ、光子損失に対する耐性を示す。 実験的な不完全性を含む現実的なシナリオに注目して、最良のケースシナリオを分析するのではなく、量子フィッシャー情報(QFI)の下位境界を最大化できるケースを選択する。 その結果, 損失ケースにおけるQFIの減少は, 偶数および奇数と比較してHHG-cat状態に対して抑制されることがわかった。 わずか1光子の小さな損失の状態では、HHG-cat状態はほとんど純度が保たれ、偶数/負の猫状態は急速に最大混合状態に分解される。 さらに重要なことに、これは光子損失に対するHHG-catの強靭性を大幅に向上させ、光子数の高い光猫状態が、損失の存在下においても、メートル法的な応用に実際に利用できることを示した。

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