論文の概要: Enhancing phase sensitivity in Mach-Zehnder interferometer with various detection schemes using SU(1,1) coherent states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.08007v3
• Date: Mon, 30 Sep 2024 08:32:51 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-02 16:32:18.729301
• Title: Enhancing phase sensitivity in Mach-Zehnder interferometer with various detection schemes using SU(1,1) coherent states
• Title（参考訳）: SU(1,1)コヒーレント状態を用いた様々な検出手法によるマッハ・ツェンダー干渉計の位相感度向上
• Authors: Nour-Eddine Abouelkhir, Abdallah Slaoui, El Hassan Saidi, Rachid Ahl Laamara, Hanane El Hadfi,
• Abstract要約: マッハ・ツェンダー干渉計(Mach-Zehnder Interferometer, MZI)は、この現象を解析するための多用途ツールである。 本稿では,異なる検出手法と入力状態を用いて,MZIの位相感度を種々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
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• Abstract: Improving interferometric phase sensitivity is crucial for high-precision measurements in rapidly developing quantum technologies. The Mach-Zehnder interferometer (MZI) is a versatile tool for analyzing this phenomenon. By splitting and recombining a light beam using beam splitters, MZIs allow for precise phase sensitivity analysis using tools like the quantum Cram\'er-Rao bound (QCRB) and the quantum Fisher information (QFI). This paper analyzes the phase sensitivity of a MZI in various scenarios using different detection schemes and input states. We compare the single- and two-parameter quantum estimation and their associated QCRB for three phase-shift situations: in both arms, only in the upper arm (asymmetric), and in both arms symmetrically. We then investigate the phase sensitivity under three detection schemes: difference intensity, single-mode intensity, and balanced homodyne. Additionally, we explore the use of Perelomov and Barut-Girardello coherent states, two types of SU(1,1) coherent states, in all scenarios. Notably, we demonstrate that under optimal conditions, all detection schemes can achieve the QCRB by utilizing entangled SU(1,1) coherent states as input states.
• Abstract（参考訳）: インターフェロメトリ位相感度の向上は、急速に発展する量子技術において、高精度な測定に不可欠である。 マッハ・ツェンダー干渉計(Mach-Zehnder Interferometer, MZI)は、この現象を解析するための多用途ツールである。 ビームスプリッターを用いて光線を分割・再結合することにより、MZIは量子クラム・ラオ境界(QCRB)や量子フィッシャー情報(QFI)といったツールを用いて正確な位相感度解析を行うことができる。 本稿では,異なる検出手法と入力状態を用いて,MZIの位相感度を種々のシナリオで解析する。 我々は、両腕、上腕(非対称)、両腕の対称的な3つの位相シフト状況について、1パラメータと2パラメータの量子推定と関連するQCRBを比較した。 次に, 差分強度, 単モード強度, 平衡ホモダインという3つの検出手法による位相感度について検討した。 さらに、すべてのシナリオにおいて、Perelomov と Barut-Girardello コヒーレント状態(SU(1,1)コヒーレント状態の2種類)の使用について検討する。 特に、最適条件下では、全ての検出スキームが、絡み合ったSU(1,1)コヒーレント状態を入力状態として利用することにより、QCRBを実現することができることを示す。

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