論文の概要: Identification of Phase Plate Properties Using Photonic Quantum Sensor Networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.18135v1
• Date: Fri, 25 Apr 2025 07:37:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-02 19:15:53.680065
• Title: Identification of Phase Plate Properties Using Photonic Quantum Sensor Networks
• Title（参考訳）: フォトニック量子センサネットワークを用いた位相プレート特性の同定
• Authors: Yusuke Machida, Hiroki Kuji, Yuichiro Mori, Hideaki Kawaguchi, Takashi Imoto, Yuki Takeuchi, Miku Ishizaki, Yuichiro Matsuzaki,
• Abstract要約: 光子を用いたQSNを用いた位相板特性の高精度同定法を提案する。 単一の光子と$N$位相板の相互作用を考える。 以上の結果から,N$が大きければ,非局所状態によりより正確な同定が可能であることが示唆された。
• 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: Quantum sensor networks (QSNs) have been widely studied for their potential of precise measurements. While most QSN research has focused on estimating continuous variables, recent studies have explored discrete-variable estimation. Here, we propose a method for high-precision identification of phase plate properties using a photon-based QSN, which is categorized as discrete-variable estimation. We consider an interaction of a single photon with $N$ phase plates. There are some distinct properties of the phase plates, and we aim to identify such properties. Specifically, we investigate two cases: (i) distinguishing between phase plates that impart uniformly random phases in the range $[0, 2\pi]$ and those that impart the same phase, and (ii) distinguishing between phase plates that impart uniformly random phases in $[0, 2\pi]$ and those that impart phases within a narrower range $[- \delta, \delta]$ ($0< \delta \ll 1$). For this distinction, we consider two approaches: one in which a single photon is prepared in a nonlocal state before interacting with the phase plates, and the other in which the single photon remains in a local state. Our results demonstrate that the nonlocal state enables more precise identification when $N$ is large.
• Abstract（参考訳）: 量子センサネットワーク(QSN)は、精密測定の可能性について広く研究されている。 ほとんどのQSN研究は連続変数の推定に重点を置いているが、最近の研究では離散変数の推定について検討している。 本稿では,光子を用いたQSNを用いた位相板特性の高精度同定手法を提案する。 単一の光子と$N$位相板の相互作用を考える。 相板にはいくつかの異なる性質があり、そのような性質を同定することを目的としている。 具体的には,2つの症例について検討する。 (i)$[0, 2\pi]$の範囲で一様ランダム位相を付与する相板と同一位相を付与する相板とを区別すること。 (ii)$[0, 2\pi]$で一様ランダム位相を付与する相板と、より狭い範囲で位相を付与する相板[- \delta, \delta]$$$$0< \delta \ll 1$]を区別する。 この区別のために、位相プレートと相互作用する前に1つの光子が非局所状態に合成される方法と、1つの光子が局所状態に残る方法を考える。 以上の結果から,N$が大きければ,非局所状態によりより正確な同定が可能であることが示唆された。

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