論文の概要: Improving quantum metrology protocols with programmable photonic circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.07929v1
- Date: Tue, 12 Nov 2024 17:02:38 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-13 13:20:59.807126
- Title: Improving quantum metrology protocols with programmable photonic circuits
- Title（参考訳）: プログラマブルフォトニック回路による量子メロロジープロトコルの改良
- Authors: A. Muñoz de las Heras, D. Porras, A. González-Tudela,
- Abstract要約: フォトニック量子メートル法は、古典的限界を超える精度で物理パラメータの測定を可能にする。
標準的な確率的手法は低い生成率に苦しむため、大きな気象学的優位をもたらす状態の生成は困難である。
連続的およびプログラマブルなJaynes-CummingとKerr-typeの相互作用に基づいて、異なる決定論的戦略を導入・比較する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Photonic quantum metrology enables the measurement of physical parameters with precision surpassing classical limits by using quantum states of light. However, generating states providing a large metrological advantage is hard because standard probabilistic methods suffer from low generation rates. Deterministic protocols using non-linear interactions offer a path to overcome this problem, but they are currently limited by the errors introduced during the interaction time. Thus, finding strategies to minimize the interaction time of these non-linearities is still a relevant question. In this work, we introduce and compare different deterministic strategies based on continuous and programmable Jaynes-Cummings and Kerr-type interactions, aiming to maximize the metrological advantage while minimizing the interaction time. We find that programmable interactions provide a larger metrological advantage than continuous operations at the expense of slightly larger interaction times. We show that while for Jaynes-Cummings non-linearities the interaction time grows with the photon number, for Kerr-type ones it decreases, favoring the scalability to big photon numbers. Finally, we also optimize different measurement strategies for the deterministically generated states based on photon-counting and homodyne detection.
- Abstract（参考訳）: フォトニック量子メートル法は、光の量子状態を用いて古典的限界を超える精度で物理パラメータの測定を可能にする。
しかし、標準的な確率的手法は低い生成率に苦しむため、大きな気象学的優位をもたらす状態の生成は困難である。
非線形相互作用を用いた決定論的プロトコルは、この問題を克服するための経路を提供するが、現在は相互作用時間中に導入されたエラーによって制限されている。
したがって、これらの非線形性の相互作用時間を最小化するための戦略を見つけることは、いまだに重要な問題である。
本研究では,連続的かつプログラマブルなJaynes-CummingsとKerr-typeの相互作用に基づく異なる決定論的戦略を導入,比較する。
プログラマブルなインタラクションは、わずかに大きなインタラクション時間を犠牲にして、連続的な操作よりも大きなメロジカルなアドバンテージを提供する。
非線型のJaynes-Cummingsでは、相互作用時間は光子数とともに増加するが、Kerr型では減少し、大きな光子数に対するスケーラビリティが好まれる。
最後に、光子計数とホモダイン検出に基づいて、決定論的に生成された状態に対する異なる測定戦略を最適化する。
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