論文の概要: Scalable Network of Mach-Zehnder Interferometers with a Single Entangled Resource
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.08230v1
- Date: Wed, 10 Sep 2025 02:08:29 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-11 15:16:52.289041
- Title: Scalable Network of Mach-Zehnder Interferometers with a Single Entangled Resource
- Title（参考訳）: 単一絡み合ったマッハ・ツェンダー干渉計のスケーラブルネットワーク
- Authors: Zhihui Yan, Yanni Feng, Luca Pezze, Zhaoqing Zeng, Jingxu Ma, Xiaoyu Zhou, Augusto Smerzi, Xiaojun Jia, Kunchi Peng,
- Abstract要約: 我々は,1つの圧縮真空リソースを介して絡み合ったマッハ・ツェンダー干渉計の再構成可能なネットワークを実証する。
我々は、位相不確かさレベル10-9$の標準量子限界以下で4.36 pm 0.35$dBのジョイントノイズ抑制を達成する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 14.54313761528302
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Distributed quantum sensing exploits entanglement to enhance the estimation of multiple parameters across a network of spatially-separated sensors, achieving sensitivities beyond the classical limit. Potential applications cover a plethora of technologies, from precision navigation to biomedical imaging and environmental monitoring. However, practical implementations are challenged by the complex optimal distribution of entanglement throughout the sensing nodes, which affects scalability and robustness. Here we demonstrate a reconfigurable network of Mach-Zehnder interferometers entangled via a single shared squeezed-vacuum resource. We achieve joint noise suppression of $4.36 \pm 0.35$ dB below the standard quantum limit at the phase-uncertainty level of $10^{-9}$ . Furthermore, after full optimization in the low-intensity regime, we demonstrate a crossover from the standard quantum limit to the Heisenberg limit. The network estimates arbitrary linear combinations of phases, saturates the quantum Cramer-Rao bound in the ideal case, remains robust under realistic photon losses, and scales favorably with the number of sensors.
- Abstract（参考訳）: 分散量子センシングは絡み合いを利用して、空間的に分離されたセンサのネットワークをまたいだ複数のパラメータの推定を強化し、古典的な限界を超えた感度を達成する。
潜在的な応用は、精密ナビゲーションからバイオメディカルイメージング、環境モニタリングまで、数多くの技術をカバーする。
しかし,センサノード全体の絡み合いの複雑な最適分布は,スケーラビリティやロバスト性に影響を及ぼす。
ここでは、単一の共有圧縮真空リソースを介して絡み合ったマッハ・ツェンダー干渉計の再構成可能なネットワークを示す。
我々は、位相不確かさレベル10^{-9}$ の標準量子限界以下で4.36 \pm 0.35$ dBのジョイントノイズ抑圧を達成する。
さらに、低強度状態における完全な最適化の後、標準量子極限からハイゼンベルク極限へのクロスオーバーを示す。
ネットワークは相の任意の線形結合を推定し、理想的な場合において量子クレーマー・ラオを飽和させ、現実的な光子損失の下では頑健であり、センサーの数に好適にスケールする。
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