論文の概要: Quantum Sensing with Bright Two-Mode Squeezed Light in a Distributed Network of Gyroscopes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.01447v1
- Date: Sat, 02 Aug 2025 17:28:38 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-05 18:25:21.882248
- Title: Quantum Sensing with Bright Two-Mode Squeezed Light in a Distributed Network of Gyroscopes
- Title（参考訳）: ジャイロスコープの分散ネットワークにおける明るい2モードのスクイーズ光による量子センシング
- Authors: Priyanka M. Kannath, Girish S. Agarwal, Ashok Kumar,
- Abstract要約: 本研究は、角速度推定を改善するために、分散量子センシングと光学ジャイロスコープの統合について検討する。
複数の空間分離型光学ジャイロスコープ間の連続可変絡み合いを利用した新しい構成を提案する。
このスキームは、新興量子ネットワークにおける量子エンハンスな慣性航法と精度メートル法に潜在的に応用できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8311148945110536
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Recent developments in quantum technologies have enabled significant improvements in the precision of optical sensing systems. This work explores the integration of distributed quantum sensing (DQS) with optical gyroscopes to improve the estimation accuracy of angular velocity. Utilizing bright two-mode squeezed states (bTMSS), which offer high photon numbers and strong bipartite quantum correlations, we propose a novel configuration that leverages continuous-variable entanglement across multiple spatially separated optical gyroscopes. Unlike traditional quantum sensing that enhances a single sensor, our approach focuses on estimating a global phase shift corresponding to the average angular rotation across distributed optical gyroscopes with quantum-enhanced sensitivity. We analyze the phase sensitivities of different bTMSS configurations, including M mode-entangled bTMSS and separable M-bTMSS, and evaluate their performance through the quantum Cram\'er-Rao bound. The analysis shows that, with 5% photon loss in every channel in the system, the proposed scheme shows a sensitivity enhancement of ~9.3 dB beyond the shot-noise limit, with an initial squeezing of ~9.8 dB. The present scheme has potential applications in quantum-enhanced inertial navigation and precision metrology within emerging quantum networks.
- Abstract（参考訳）: 近年の量子技術の発展により、光センシングシステムの精度が大幅に向上した。
本研究は,光学ジャイロスコープと分散量子センシング(DQS)を統合し,角速度の推定精度を向上させることを目的とする。
高光子数と強い二部量子相関を持つ明るい2モード励起状態(bTMSS)を利用することで、複数の空間的に分離された光学ジャイロスコープ間の連続可変絡み合いを利用する新しい構成を提案する。
単一センサを増強する従来の量子センシングとは異なり、我々のアプローチは、分散光学ジャイロスコープにおける平均角回転に対応する大域的な位相シフトを量子増強感度で推定することに焦点を当てている。
我々は,MモードエンタングルbTMSSと分離可能なM-bTMSSを含む,異なるbTMSS構成の位相感度を分析し,量子クラム・ラオ境界を用いてそれらの性能を評価する。
この分析により、システム内の全てのチャネルで5%の光子損失が生じると、提案手法はショットノイズ限界を超える感度が約9.3dB向上し、最初のスクイーズ数は約9.8dBとなった。
このスキームは、新興量子ネットワークにおける量子エンハンスな慣性航法と精度メートル法に潜在的に応用できる。
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