論文の概要: Quantum enhanced distributed phase sensing with a truncated SU(1,1) interferometer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.17119v1
• Date: Mon, 25 Mar 2024 19:00:21 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-27 19:45:52.727819
• Title: Quantum enhanced distributed phase sensing with a truncated SU(1,1) interferometer
• Title（参考訳）: 走査型SU(1,1)干渉計による量子化分散位相検出
• Authors: Seongjin Hong, Matthew A. Feldman, Claire E. Marvinney, Donghwa Lee, Changhyoup Lee, Michael T. Febbraro, Alberto M. Marino, Raphael C. Pooser,
• Abstract要約: 絡み合ったセンサーのネットワークは、ショットノイズ限界を超えて感度を向上させることができ、センサーの数に応じてハイゼンベルクのスケーリングを可能にする。 我々は、分離可能なセンシング手法による1.7dBの量子ノイズ低減と古典的な3dB信号-雑音比の改善を実験的に実証した。 本研究は, 量子化センサネットワークの開発において, エンタングルメント強化感度を実現する方法である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.44475839286738167
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In recent years, distributed quantum sensing has gained interest for a range of applications requiring networks of sensors, from global-scale clock synchronization to high energy physics. In particular, a network of entangled sensors can improve not only the sensitivity beyond the shot noise limit, but also enable a Heisenberg scaling with the number of sensors. Here, using bright entangled twin beams, we theoretically and experimentally demonstrate the detection of a linear combination of two distributed phases beyond the shot noise limit with a truncated SU(1,1) interferometer. We experimentally demonstrate a quantum noise reduction of 1.7 dB and a classical 3 dB signal-to-noise ratio improvement over the separable sensing approach involving two truncated SU(1,1) interferometers. Additionally, we theoretically extend the use of a truncated SU(1,1) interferometer to a multi-phase-distributed sensing scheme that leverages entanglement as a resource to achieve a quantum improvement in the scaling with the number of sensors in the network. Our results pave the way for developing quantum enhanced sensor networks that can achieve an entanglement-enhanced sensitivity.
• Abstract（参考訳）: 近年、分散量子センシングは、グローバルなクロック同期から高エネルギー物理学まで、センサーのネットワークを必要とする幅広いアプリケーションに注目されている。 特に、絡み合ったセンサーのネットワークは、ショットノイズの限界を超えた感度を改善するだけでなく、センサーの数に応じてハイゼンベルクのスケーリングを可能にする。 ここでは、明るい絡み合ったツインビームを用いて、ショットノイズ限界を超える2つの分散位相の線形結合と、歪んだSU(1,1)干渉計との検出を理論的および実験的に実証する。 本研究では、2つの歪んだSU(1,1)干渉計を含む分離型センシング手法による1.7dBの量子ノイズ低減と古典的な3dB信号-雑音比の改善を実験的に実証した。 さらに,ネットワーク内のセンサ数によるスケーリングの量子的改善を実現するために,絡み合いをリソースとして活用する多相分散センシング方式に,停止したSU(1,1)干渉計の使用を理論的に拡張する。 本研究は, 量子化センサネットワークの開発において, エンタングルメント強化感度を実現する方法である。

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