論文の概要: Enhancing the sensitivity of quantum fiber-optical gyroscopes via a non-Gaussian-state probe
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.02217v1
- Date: Tue, 4 Jun 2024 11:18:21 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-05 16:42:06.226781
- Title: Enhancing the sensitivity of quantum fiber-optical gyroscopes via a non-Gaussian-state probe
- Title（参考訳）: 非ガウス状態プローブによる量子ファイバー光学ジャイロスコープの感度向上
- Authors: Wen-Xun Zhang, Rui Zhang, Yunlan Zuo, Le-Man Kuang,
- Abstract要約: 非ガウス状態プローブによる量子ファイバー光学ジャイロスコープ(QFOG)の感度を高めるための理論的スキームを提案する。
我々は,QFOGの感度について検討し,PACSプローブの光子励起を増大させることにより,その感度を著しく向上させることができることを示した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.2080757767161785
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We propose a theoretical scheme to enhance the sensitivity of a quantum fiber-optical gyroscope (QFOG) via a non-Gaussian-state probe based on quadrature measurements of the optical field. The non-Gaussian-state probe utilizes the product state comprising a photon-added coherent state (PACS) with photon excitations and a coherent state CS. We study the sensitivity of the QFOG, and find that it can be significantly enhanced through increasing the photon excitations in the PACS probe. We investigate the influence of photon loss on the performance of QFOG and demonstrate that the PACS probe exhibits robust resistance to photon loss. Furthermore, we compare the performance of the QFOG using the PACS probe against two Gaussian-state probes: the CS probe and the squeezed state (SS) probe and indicate that the PACS probe offers a significant advantage in terms of sensitivity, regardless of photon loss, under the constraint condition of the same total number of input photons. Particularly, it is found that the sensitivity of the PACS probe can be three orders of magnitude higher than that of two Gaussian-state probes for certain values of the measured parameter. The capabilities of the non-Gaussian state probe on enhancing the sensitivity and resisting photon loss could have a wide-ranging impact on future high-performance QFOGs.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,量子ファイバー光ジャイロスコープ(QFOG)の感度を高めるための理論的手法を提案する。
非ガウス状態プローブは、光子励起を有する光子付加コヒーレント状態(PACS)と、コヒーレント状態CSとからなる生成物状態を利用する。
我々は,QFOGの感度について検討し,PACSプローブの光子励起を増大させることにより,その感度を著しく向上させることができることを示した。
本研究では,光子損失がQFOGの性能に及ぼす影響について検討し,PACSプローブが光子損失に対する耐性を示すことを示す。
さらに,2つのガウス状態プローブ(CSプローブとSSプローブ)に対してPACSプローブを用いたQFOGの性能を比較し,入力光子の総数の制約条件下では光子損失にかかわらず,PACSプローブが感度面で有意な優位性を示すことを示した。
特に、PACSプローブの感度は、測定されたパラメータの特定の値に対する2つのガウス状態プローブの感度よりも3桁高いことが判明した。
非ガウス状態プローブが感度を高め、光子損失を抑える能力は、将来の高性能QFOGに広範囲に影響を及ぼす可能性がある。
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