論文の概要: Robustness and optimization of N00N-state interferometry
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.13144v1
- Date: Fri, 13 Mar 2026 16:33:27 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-16 17:38:12.194964
- Title: Robustness and optimization of N00N-state interferometry
- Title（参考訳）: N00N状態干渉計のロバスト性と最適化
- Authors: Romain Dalidet, Anthony Martin, Louis Bellando, Mathieu Bellec, Nicolas Fabre, Sébastien Tanzilli, Laurent Labonté,
- Abstract要約: 量子強調干渉法はしばしば理想的な資源とスケーリングの観点から議論されるが、実際は損失、状態不均衡、光子数の間の微妙な相互作用によってその性能が設定される。
我々はこの相互作用を、部分的に絡み合ったN00N状態が供給される折り畳みフランソン干渉計(Franson interferometer)で処理し、非対称な損失と等間隔での可変入力不均衡を処理した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum-enhanced interferometry is often discussed in terms of ideal resources and asymptotic scalings, whereas in practice its performance is set by a delicate interplay between losses, state imbalance, and photon number. We address this interplay in a folded Franson interferometer fed with partially entangled N00N states, treating asymmetric losses and tunable input imbalance on equal footing. From exact detection probabilities we obtain closed-form expressions for the fringe visibility and the Fisher information, and show that these two figures of merit respond very differently to imperfections. In particular, we demonstrate that perfect interference contrast can always be recovered by compensating loss asymmetry with an appropriate input imbalance, while the Fisher information generally peaks at a distinct operating point, reflecting the irreducible trade-off between coherence restoration and signal attenuation. By determining the exact optima and benchmarking against single-photon strategies, we identify the critical loss and minimum entanglement required to maintain a genuine quantum advantage over optimized single-photon strategies under identical loss conditions, and establish their scaling with the photon number N . Beyond delineating the fundamental trade-offs between loss, entanglement, and sensitivity, this work establishes a comprehensive theoretical framework that both underpins and extends the experimental demonstration of quantum advantage reported in [1], providing a unified description of the relevant operating regimes.
- Abstract（参考訳）: 量子強調干渉法は理想的な資源と漸近的スケーリングの観点でしばしば議論されるが、実際には損失、状態不均衡、光子数の間の微妙な相互作用によってその性能が設定される。
我々はこの相互作用を、部分的に絡み合ったN00N状態が供給される折り畳みフランソン干渉計(Franson interferometer)で処理し、非対称な損失と均等な足場での調整不能な入力不均衡を処理した。
正確な検出確率から、フレンチ可視性およびフィッシャー情報のためのクローズドフォーム式を求め、これらの2つのメリットの図形が不完全性に対して非常に異なる応答を示す。
特に、完全干渉コントラストは、損失非対称性を適切な入力不均衡で補償することで常に回復できることを示し、フィッシャー情報は通常、コヒーレンス復元と信号減衰の既約トレードオフを反映して、異なる動作点にピークを極める。
単一光子戦略に対する正確な最適化とベンチマークによって、同一の損失条件下で最適化された単一光子戦略よりも真の量子優位性を維持するために必要な臨界損失と最小の絡み合いを特定し、光子数Nでスケーリングを確立する。
この研究は、損失、絡み合い、感度の基本的なトレードオフを論じるだけでなく、[1]で報告された量子優位の実験的実証を基盤とし拡張する包括的な理論的枠組みを確立し、関連する運用体制を統一的に記述する。
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