論文の概要: From the Hong-Ou-Mandel Effect to Quantum Sensing: Interference of Nonclassical Light with Partial Distinguishability and Noise
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.03636v1
- Date: Fri, 03 Jul 2026 23:21:47 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-07 22:26:29.669964
- Title: From the Hong-Ou-Mandel Effect to Quantum Sensing: Interference of Nonclassical Light with Partial Distinguishability and Noise
- Title（参考訳）: 香港・奥羽マンデル効果から量子センシングへ:部分的識別性と雑音による非古典的光の干渉
- Authors: Matheus Eiji Ohno Bezerra,
- Abstract要約: この論文は、非古典的な光状態、特にフォック状態とガウス状態のノイズのある線形干渉計による干渉を探索する。
解析ツールは、量子光学干渉を統一的に記述するために開発されている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: This thesis explores the interference of nonclassical states of light, particularly Fock and Gaussian states, in noisy linear interferometers, with applications to quantum information and quantum sensing. Using the phase-space formalism, analytical tools based on generating functions are developed to describe quantum optical interference in a unified way. For multiphoton Fock states, new zero probability events (suppression laws) are identified beyond the previously derived symmetry permutation principle, revealing rich interference structures that is degraded with photon distinguishability. For Gaussian states, the Hafnian-based description of Gaussian Boson Sampling is extended to include partial distinguishability via the overlap matrix of the internal state of the photons. Finally, the link between these interference effects and quantum multiparameter estimation is examined for the simultaneous estimation of phase and loss. This study shows that while probe incompatibility can vanish for optimized non-Gaussian states and some two-mode Gaussian states, at high photon number, measurement incompatibility remains a fundamental constraint even in this limit.
- Abstract（参考訳）: この論文は、光の非古典状態、特にフォック状態とガウス状態のノイズの多い線形干渉計における干渉を探索し、量子情報や量子センシングへの応用を探求する。
位相空間形式を用いて、生成関数に基づく解析ツールを開発し、量子光学干渉を統一的に記述する。
多光子フォック状態の場合、新しいゼロ確率事象(圧縮法則)は以前に導かれた対称性の置換原理を超えて同定され、光子区別性によって劣化する豊富な干渉構造が明らかになる。
ガウス状態に対しては、ガウスボソンサンプリングのハフニアンによる記述は、光子の内部状態の重なり行列を通して部分的な区別性を含むように拡張される。
最後に,これらの干渉効果と量子マルチパラメータ推定との関係を,位相と損失の同時推定のために検討した。
この研究は、プローブ不和合性は最適化された非ガウス状態といくつかの2モードガウス状態に対して消滅するが、高光子数では測定不和合性は、この極限においても基本的な制約であることを示している。
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