論文の概要: Surpassing Quantum Noise Limits with Nonlinear Amplification
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.11574v1
- Date: Thu, 12 Mar 2026 05:59:24 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-13 14:46:25.920259
- Title: Surpassing Quantum Noise Limits with Nonlinear Amplification
- Title（参考訳）: 非線形増幅による超越量子ノイズ限界
- Authors: Ya-Long Ren, Rong-Teng Cao, Sheng-Li Ma, Ren Zhang, Fu-Li Li, Franco Nori, Peng-Bo Li,
- Abstract要約: 非線形量子増幅戦略は、結合された2モードボゾン系の利得安定化された明るい固有モードとカー非線形性の間の相互作用を利用する。
この相互作用により、選択された4乗法において信号の利得がノイズゲインを上回ることが示され、従来の線形増幅器の量子限界を超えるSNRの純増加がもたらされる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.8695564948732692
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Linear quantum amplifiers are indispensable tools for quantum technologies, yet their performance is fundamentally limited by quantum noise, precluding any signal-to-noise ratio (SNR) enhancement unless supplemented by post-selection or non-classical resources. To surpass this limitation, we propose a nonlinear quantum amplification strategy that exploits the interplay between a gain-stabilized bright eigenmode of a coupled two-mode bosonic system and Kerr nonlinearity. We demonstrate that this interplay enables the signal gain to surpass the noise gain in a selected quadrature, leading to a net increase in the SNR beyond the quantum limits of conventional linear amplifiers. Our work thus establishes a novel nonlinear amplification paradigm capable of enhancing the SNR, with promising applications across quantum information processing, quantum communications, and quantum metrology.
- Abstract（参考訳）: 線形量子増幅器は、量子技術にとって欠かせない道具であるが、その性能は基本的に量子ノイズによって制限されており、選択後や古典的でないリソースによって補われない限り、信号対雑音比(SNR)の増強は含まれない。
この制限を超えるために、結合された2モードボゾン系の利得安定化された明るい固有モードとKerr非線形性の相互作用を利用する非線形量子増幅法を提案する。
この相互作用により、選択された4乗法において信号の利得がノイズゲインを上回ることが示され、従来の線形増幅器の量子限界を超えるSNRの純増加がもたらされる。
そこで本研究は,量子情報処理,量子通信,量子気象学にまたがって,SNRを拡張可能な新しい非線形増幅パラダイムを確立する。
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