論文の概要: Phase estimation via photon subtraction at the output of the hybrid interferometer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.17349v1
• Date: Mon, 20 Oct 2025 09:47:54 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-25 00:56:39.389688
• Title: Phase estimation via photon subtraction at the output of the hybrid interferometer
• Title（参考訳）: ハイブリッド干渉計出力における光子サブトラクションによる位相推定
• Authors: Qisi Zhou, Tao Jiang, Qingqian Kang, Teng Zhao, Xin Su, Cunjin Liu, Liyun Hu,
• Abstract要約: 光パラメトリック増幅器とビームスプリッターを組み合わせたハイブリッド干渉計は、SU(1,1)干渉計を上回る性能を持つ。 本稿では,出力における多光子サブトラクションを利用して,従来の50:50ビームスプリッタを可変ビームスプリッタに置き換え,光子損失に対するロバスト性を高める量子メトロジー手法を提案する。 提案手法はハイゼンベルク限界を超える感度を20%の光子損失でも達成する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.9910602281565932
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The hybrid interferometer integrating an optical parametric amplifier and a beam splitter has the potential to outperform the SU(1,1) interferometer. However, photon loss remains a critical limitation for practical implementation. To address this challenge, we propose a quantum metrology scheme utilizing multi-photon subtraction at the output and replacing the conventional 50:50 beam splitter with a variable beam splitter to enhance robustness against photon loss. We employ a coherent state and a vacuum state as inputs and perform homodyne detection. Our results show that the selection of input modes significantly affects phase estimation, and optimizing the beam splitter's transmittance is crucial for maximizing phase sensitivity in lossy conditions. Furthermore, photon subtraction markedly improves phase sensitivity, quantum Fisher information, and robustness against noise. Our scheme achieves sensitivities beyond the Heisenberg limit even under 20% photon loss.
• Abstract（参考訳）: 光パラメトリック増幅器とビームスプリッタを一体化したハイブリッド干渉計は、SU(1,1)干渉計を上回る性能を有する。 しかし、光子損失は実用上重要な限界である。 この課題に対処するために、出力における多重光子サブトラクションを利用して、従来の50:50ビームスプリッタを可変ビームスプリッタに置き換え、光子損失に対するロバスト性を高める量子メトロジー手法を提案する。 我々は、入力としてコヒーレント状態と真空状態を使用し、ホモダイン検出を行う。 その結果,入力モードの選択は位相推定に大きく影響し,ビームスプリッタの透過率の最適化は損失条件における位相感度の最大化に不可欠であることが示唆された。 さらに、光子サブトラクションは位相感度、量子フィッシャー情報、ノイズに対する堅牢性を大幅に改善する。 提案手法はハイゼンベルク限界を超える感度を20%の光子損失でも達成する。

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