論文の概要: Parallel Quantum-Enhanced Sensing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.01560v1
• Date: Thu, 2 Nov 2023 19:29:51 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-06 16:00:33.610407
• Title: Parallel Quantum-Enhanced Sensing
• Title（参考訳）: 並列量子強調センシング
• Authors: Mohammadjavad Dowran, Aye L. Win, Umang Jain, Ashok Kumar, Benjamin J. Lawrie, Raphael C. Pooser, and Alberto M. Marino
• Abstract要約: その結果,4つのセンサの屈折率の局所的な変化を,古典的構成に対して22%$から24%$の範囲で量子的に高感度に測定できることが示唆された。 その結果、高並列空間分解型量子強調センシング技術への第一歩が得られた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.698844240022881
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum metrology takes advantage of quantum correlations to enhance the sensitivity of sensors and measurement techniques beyond their fundamental classical limit given by the shot noise limit. The use of both temporal and spatial correlations present in quantum states of light can extend quantum-enhanced sensing to a parallel configuration that can simultaneously probe an array of sensors or independently measure multiple parameters. To this end, we use multi-spatial mode twin beams of light, which are characterized by independent quantum-correlated spatial subregions in addition to quantum temporal correlations, to probe a four-sensor quadrant plasmonic array. We show that it is possible to independently and simultaneously measure local changes in refractive index for all four sensors with a quantum enhancement in sensitivity in the range of $22\%$ to $24\%$ over the corresponding classical configuration. These results provide a first step towards highly parallel spatially resolved quantum-enhanced sensing techniques and pave the way toward more complex quantum sensing and quantum imaging platforms.
• Abstract（参考訳）: 量子距離論は、量子相関を利用して、ショットノイズ限界によって与えられる基本的な古典的限界を超えて、センサーや計測技術の感度を高める。 光の量子状態に存在する時間的および空間的相関は、量子エンハンスされたセンシングを、センサーの配列を同時に探索したり、複数のパラメータを独立に測定する並列な構成に拡張することができる。 この目的のために,量子時間相関に加えて独立した量子相関空間部分領域を特徴とする多重空間モード双対光ビームを用いて4センサ四角形プラズモニックアレイを探索する。 そこで本研究では,4センサの局所的な屈折率変化を独立に同時に測定し,古典的構成に対して22 %から24 %の範囲で感度を量子的に高めることができることを示す。 これらの結果は、高度に並列な空間分解された量子エンハンスセンシング技術への第一歩となり、より複雑な量子センシングと量子イメージングプラットフォームへの道を開く。

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