論文の概要: Superresolution in separation estimation between two dynamic incoherent sources using spatial demultiplexing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.10507v1
- Date: Mon, 15 Jul 2024 07:57:57 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-16 16:00:42.031582
- Title: Superresolution in separation estimation between two dynamic incoherent sources using spatial demultiplexing
- Title（参考訳）: 空間除算を用いた2つの動的非コヒーレント音源の分離推定における超解像
- Authors: Konrad Schlichtholz, Łukasz Rudnicki,
- Abstract要約: 近年、ハーマイト・ガウスモードにおける空間モード除算(SPADE)に基づく完全な測定により、2つの弱い不整合定常源の分離を推定する精度の量子限界に達した。
本稿では、ソースの定常性に関する仮定を捨てて、完璧な設定から別の逸脱を考える。
定常源シナリオにおける推定パラメータの1つを削減できる測定アルゴリズムを定式化する。
- 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: Achieving resolution in the sub-Rayleigh regime (superresolution) is one of the rapidly developing topics in quantum optics and metrology. Recently, it was shown that perfect measurement based on spatial mode demultiplexing (SPADE) in Hermite-Gauss modes allows one to reach the quantum limit of precision for estimation of separation between two weak incoherent stationary sources. Since then, different imperfections such as misalignment or crosstalk between modes have been studied to check how this result translates into more realistic experimental setups. In this paper, we consider another deviation from the perfect setup by discarding the assumption about the stationarity of the sources. This is relevant for example for astrophysical applications where planets necessarily orbit around the star. We analyze two examples of dynamics: rotations and oscillations, showing the robustness of the SPADE-based measurement against them. The analysis is based on Fisher information, which allows one to obtain the precision limit through Cram\'er-Rao bound. Furthermore, we formulate a measurement algorithm that allows for the reduction of one parameter for estimation (system orientation angle) in the stationary sources scenario, maintaining the measurement precision despite the lack of knowledge about this parameter.
- Abstract（参考訳）: サブレイリー系における分解能(超解像)の達成は、量子光学とメトロジーにおいて急速に発展しているトピックの1つである。
近年,Hermite-Gaussモードにおける空間モードデマルチプレクシング(SPADE)に基づく完全測定により,2つの弱非コヒーレント定常源間の分離推定精度の量子限界に達することが示されている。
それ以来、モード間のミスアライメントやクロストークのような異なる不完全性が研究され、この結果がより現実的な実験的な設定にどのように変換されるかを確認している。
本稿では、ソースの定常性に関する仮定を捨てて、完璧な設定から別の逸脱を考える。
これは、惑星が必ず恒星の周りを公転する天体物理学的な応用に関係している。
本研究では、回転と振動の2つの力学の例を分析し、SPADEによる計測の堅牢性を示す。
この分析はFisher情報に基づいており、Cram\'er-Rao 境界を通して精度の限界を求めることができる。
さらに,このパラメータの知識の欠如にもかかわらず測定精度を保ちながら,定常源シナリオにおける推定パラメータ(システム方向角)の1つを削減できる測定アルゴリズムを定式化した。
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