論文の概要: Squeezing-Enhanced Two-Phase Estimation with N-Particle W-type States

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.05595v1
• Date: Fri, 09 Jan 2026 07:30:39 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-12 17:41:49.894874
• Title: Squeezing-Enhanced Two-Phase Estimation with N-Particle W-type States
• Title（参考訳）: N-パーティクルW型状態を用いた2相2相推定
• Authors: Huan Zhang, Ying Xia, Xiuxing Zhang, Shoukang Chang, Wei Ye,
• Abstract要約: 光パラメトリック増幅(OPA)による3モード干渉計における2つの光位相の同時推定について検討する。 均一に適用されたOPAは、未増幅干渉計以上の達成可能な精度を著しく向上することを示す。 損失は達成可能な精度を低下させるが、OPA支援スキームは適度な損失に対して明確な優位性を保ち、消散に対する堅牢性を示している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.248437993511393
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We investigate the simultaneous estimation of two optical phases in a three-mode interferometer assisted by optical parametric amplification (OPA). By employing the normally ordered characteristic-function formalism, we analytically obtain all photon-number moments of the output quantum state, enabling an explicit evaluation of the quantum Fisher information matrix for multiparameter phase estimation. In the lossless scenario, we show that uniformly applied OPA significantly enhances the attainable precision beyond that of an unamplified interferometer. By analyzing the second-order correlation functions, we demonstrate that this enhancement originates from the amplification of intra-mode photon-number correlations, rather than from inter-mode correlations. We further extend our analysis to realistic interferometers with photon loss using a purification-based variational approach. Although loss degrades the achievable precision, the OPA-assisted scheme retains a clear advantage for moderate loss, indicating a degree of robustness against dissipation. Our results clarify the physical mechanism underlying OPA-enhanced multiparameter quantum metrology and provide guidelines for optimizing phase estimation protocols in realistic noisy environments.
• Abstract（参考訳）: 光パラメトリック増幅(OPA)による3モード干渉計における2つの光位相の同時推定について検討した。 正常に順序付けられた特徴関数形式を用いることで、出力量子状態の全ての光子数モーメントを解析的に取得し、マルチパラメータ位相推定のための量子フィッシャー情報行列の明示的な評価を可能にする。 損失のないシナリオでは、均一に適用されたOPAは、未増幅干渉計以上の達成可能な精度を著しく向上させることを示す。 2階相関関数を解析することにより、この拡張はモード間相関ではなく、モード内光子数相関の増幅に由来することを示す。 我々はさらに、精製に基づく変分法を用いて、光子損失を伴う現実的な干渉計に解析を拡張した。 損失は達成可能な精度を低下させるが、OPA支援スキームは適度な損失に対して明確な優位性を保ち、消散に対する堅牢性を示している。 本研究は,OPAによるマルチパラメータ量子メートル法の基礎となる物理機構を明らかにするとともに,実環境における位相推定プロトコルの最適化に関するガイドラインを提供する。

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