論文の概要: Phase sensitivity for an SU(1,1) interferometer via multiphoton subtraction at the output port

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.17612v1
• Date: Wed, 23 Oct 2024 07:08:47 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-24 13:55:36.893222
• Title: Phase sensitivity for an SU(1,1) interferometer via multiphoton subtraction at the output port
• Title（参考訳）: 出力ポートにおける多光子サブトラクションによるSU(1,1)干渉計の位相感度
• Authors: Tao Jiang, Zekun Zhao, Qingqian Kang, Teng Zhao, Nanrun Zhou, Cunjin Liu, Liyun Hu,
• Abstract要約: SU(1,1)干渉計の内部光子損失は、外部光子損失と比較して位相感度に有意な影響を及ぼす。 深刻な光子損失の条件下であっても、多光子減量演算は位相感度を標準量子限界を超えることができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.200889618563686
• License:
• Abstract: In the field of quantum precision measurement, enhancing phase sensitivity is crucial for various applications, including quantum metrology and quantum sensing technologies. We theoretically investigate the improvement in phase sensitivity and quantum Fisher information achieved through multiphoton subtraction operations at the output port of an SU(1,1) interferometer under conditions of photon loss. We use vacuum and coherent states as the inputs and detect the outputs by intensity detection. The results indicate that internal photon losses within the SU(1,1) interferometer have a more significant impact on the phase sensitivity compared to external photon losses. Moreover, increasing the number of photon subtractions m effectively enhances both the phase sensitivity and the quantum Fisher information. Notably, even under conditions of severe photon loss, the multiphoton subtraction operations can enable the phase sensitivity to surpass the standard quantum limit, approaching both the Heisenberg limit and the quantum Cram\'er-Rao bound. This study provides a new theoretical basis for enhancing the phase sensitivity in the SU(1,1) interferometer.
• Abstract（参考訳）: 量子精度測定の分野では、量子気象学や量子センシング技術を含む様々な応用において、位相感度の向上が不可欠である。 我々は,SU(1,1)干渉計の出力ポートにおける多光子サブトラクション操作により得られる位相感度と量子フィッシャー情報の改善を,光子損失の条件下で理論的に検討した。 入力として真空状態とコヒーレント状態を使用し、強度検出により出力を検出する。 その結果,SU(1,1)干渉計の内部光子損失は,外部光子損失と比較して位相感度に有意な影響を及ぼすことがわかった。 さらに、光子減算数mの増加は、位相感度と量子フィッシャー情報の両方を効果的に強化する。 特に、深刻な光子損失の条件下であっても、多光子減算演算は位相感度が標準量子限界を超えることを可能にし、ハイゼンベルク極限とクラム・ラーオ境界の両方に近づく。 本研究は、SU(1,1)干渉計の位相感度を高めるための新しい理論的基礎を提供する。

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