論文の概要: Quantum metrology in a driven-dissipation down-conversion system beyond the parametric approximation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.15898v1
- Date: Wed, 24 Apr 2024 14:41:14 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-26 19:01:10.912164
- Title: Quantum metrology in a driven-dissipation down-conversion system beyond the parametric approximation
- Title（参考訳）: パラメトリック近似を超えた駆動散逸ダウンコンバージョンシステムにおける量子メロロジー
- Authors: Dong Xie, Chunling Xu,
- Abstract要約: ポンプモードと2つの縮退信号モードからなる縮退ダウンコンバージョンシステムについて検討する。
ポンプモードと2つの縮退信号モードの結合強度の測定精度を得る。
駆動散逸ダウンコンバージョンシステムは、駆動強度を測定するための正確な量子センサとして使用できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.495789633878348
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We investigate quantum metrology in a degenerate down-conversion system composed of a pump mode and two degenerate signal modes. In the conventional parametric approximation, the pump mode is assumed to be constant, not a quantum operator. We obtain the measurement precision of the coupling strength between the pump mode and two degenerate signal modes beyond the parametric approximation. Without a dissipation, the super-Heisenberg limit can be obtained when the initial state is the direct product of classical state and quantum state. This does not require the use of entanglement resources which are not easy to prepare. When the pump mode suffers from a single-photon dissipation, the measurement uncertainty of the coupling strength is close to 0 as the coupling strength approaches 0 with a coherent driving. The direct photon detection is proved to be the optimal measurement. This result has not been changed when the signal modes suffer from the two-photon dissipation. When the signal modes also suffer from the single-mode dissipation, the information of the coupling strength can still be obtained in the steady state. In addition, the measurement uncertainty of the coupling strength can also be close to 0 and become independent of noise temperature as the critical point between the normal and superradiance phase approaches. Finally, we show that a driven-dissipation down-conversion system can be used as a precise quantum sensor to measure the driving strength.
- Abstract（参考訳）: ポンプモードと2つの縮退信号モードからなる縮退型ダウンコンバージョンシステムにおける量子メロロジーについて検討する。
従来のパラメトリック近似では、ポンプモードは量子演算子ではなく定数であると仮定される。
パラメトリック近似を超える2つの退化信号モードとポンプモードの結合強度の測定精度を得る。
散逸がなければ、初期状態が古典状態と量子状態の直積であるときに超ハイゼンベルク極限が得られる。
これは、準備が簡単でない絡み合いリソースの使用を必要としない。
ポンプモードが単光子散逸に苦しむ場合、結合強度がコヒーレント駆動により0に近づくにつれて、結合強度の測定不確かさは0に近くなる。
直接光子検出は最適な測定方法であることが証明された。
この結果は、信号モードが2光子散逸に苦しむときに変わっていない。
信号モードも単一モードの消散に苦しむ場合、結合強度に関する情報は定常状態で得られる。
さらに、結合強度の測定の不確実性も0に近づき、通常の放射相と超放射相の臨界点としてノイズ温度に依存する。
最後に、運転強度を測定するための正確な量子センサとして、駆動散逸ダウンコンバージョンシステムを用いることができることを示す。
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