論文の概要: Quantum-enhanced weak absorption estimation with correlated photons

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.13817v1
• Date: Sun, 25 Aug 2024 12:17:20 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-27 17:40:08.944108
• Title: Quantum-enhanced weak absorption estimation with correlated photons
• Title（参考訳）: 相関光子を用いた量子強調弱吸収推定
• Authors: Zhucheng Zhang, Xue Zhang, Jing Liu, Hui Dong,
• Abstract要約: そこで本研究では, 相関光子を用いた新しい計測手法を提案し, 出力をオンオフ測定と呼ぶ光子と無光子を区別することで, 弱い吸収を判定する。 量子相関を包含する吸収分光法は、ノイズのある環境でも単一光子レベルまで弱吸収を推定できることを示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.129177565612459
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Absorption estimation, the base of spectroscopy, is crucial for probing the composition and dynamics of matter. Conventional methods of estimation rely on coherent laser sources, and in turn suffer from inherent limitations in estimating weak absorption. Here we propose a new measurement strategy with correlated photons to determine the weak absorption by distinguishing the output with and without photons, dubbed as the on-off measurement. Our implementation within the strategy allows the estimation precision to reach the ultimate quantum limit. We demonstrate that absorption spectroscopy that incorporates quantum correlations is capable of estimating weak absorption down to a single-photon level, even in noisy environments, achieving a precision comparable to that obtained through several hundred photons in conventional absorption spectroscopy. By introducing the quantum correlations, our work avoids the occurrence of light-induced damage while breaking the classical inherent limitations in spectroscopy.
• Abstract（参考訳）: 分光の基礎である吸収推定は、物質の組成と力学の探索に不可欠である。 従来の推定方法はコヒーレントレーザー源に依存しており、弱い吸収を推定する際固有の限界に悩まされる。 そこで本研究では, 相関光子を用いた新しい計測手法を提案し, オンオフ測定と呼ばれる出力を光子の有無で識別することで, 弱い吸収を判定する。 戦略における我々の実装により、推定精度は究極の量子限界に達することができる。 量子相関を組み込んだ吸収分光法は、ノイズの多い環境でも単一光子レベルまで弱吸収を推定でき、従来の吸収分光法で得られた数百光子と同等の精度を達成できることを示した。 量子相関を導入することで、我々の研究は分光の古典的な固有の限界を破りながら、光による損傷の発生を避けることができる。

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