論文の概要: Phase estimation via number-conserving operation inside the SU(1,1) interferometer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.06528v1
- Date: Fri, 29 Mar 2024 11:04:38 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-01 08:10:07.845605
- Title: Phase estimation via number-conserving operation inside the SU(1,1) interferometer
- Title（参考訳）: SU(1,1)干渉計内における数保存動作による位相推定
- Authors: Qingqian Kang, Zekun Zhao, Teng Zhao, Cunjin Liu, Liyun Hu,
- Abstract要約: ホモダイン検出による位相測定の精度向上のための理論的手法を提案する。
本稿では,数保存操作が位相感度,量子フィッシャー情報,量子クレーマー・ラオ境界に与える影響を,理想的・光子損失の両方のシナリオで解析する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Utilizing nonlinear elements, SU(1,1) interferometers demonstrate superior phase sensitivity compared to passive interferometers. However, the precision is significantly impacted by photon losses, particularly internal losses. We propose a theoretical scheme to improve the precision of phase measurement using homodyne detection by implementing number-conserving operations (PA-then-PS and PS-then-PA) within the SU(1,1) interferometer, with the coherent state and the vacuum state as the input states. We analyze the effects of number-conserving operations on the phase sensitivity, the quantum Fisher information, and the quantum Cramer-Rao bound under both ideal and photon losses scenarios. Our findings reveal that the internal non-Gaussian operations can enhance the phase sensitivity and the quantum Fisher information, and effectively improve the robustness of the SU(1,1) interferometer against internal photon losses. Notably, the PA-then-PS scheme exhibits superior improvement in both ideal and photon losses cases in terms of phase sensitivity. Moreover, in the ideal case, PA-then-PS scheme slightly outperforms PS-then-PA scheme in terms of the quantum Fisher information and the Quantum Cramer-Rao. However, in the presence of photon losses, PS-then-PA scheme demonstrates a greater advantage.
- Abstract（参考訳）: 非線形素子を用いることで、SU(1,1)干渉計は受動干渉計よりも優れた位相感度を示す。
しかし、精度は光子損失、特に内部損失に大きく影響している。
本稿では,SU(1,1)干渉計内に数保存演算(PA-then-PS,PS-then-PA)を入力状態として実装することにより,ホモダイン検出による位相測定の精度を向上させる理論的手法を提案する。
本稿では,数保存操作が位相感度,量子フィッシャー情報,量子クレーマー・ラオ境界に与える影響を,理想的・光子損失の両方のシナリオで解析する。
その結果, 内部の非ガウス演算は位相感度と量子フィッシャー情報を高め, 内部光子損失に対するSU(1,1)干渉計の堅牢性を向上させることができることがわかった。
特に,PA-then-PS方式は相感度の点で理想と光子損失の双方において優れた改善を示す。
さらに、理想的な場合、PA-then-PSスキームは、量子フィッシャー情報と量子クレーマー-ラオの観点からPS-then-PAスキームをわずかに上回る。
しかし、光子損失の存在下では、PS-then-PAスキームの方が有利である。
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