論文の概要: Sample-half-inserted quantum interferometer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.03622v1
- Date: Tue, 04 Aug 2026 13:11:10 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-05 15:30:23.199955
- Title: Sample-half-inserted quantum interferometer
- Title（参考訳）: サンプル半インサート量子干渉計
- Abstract要約: ホン・オ・マンデル干渉計(HOM)は、時間分解能をアト秒スケールで得ることで知られている。
本稿では,単一干渉イベントにおける5桁のフィッシャー情報を向上させるサンプル半挿入HOM(SHOM)干渉計を提案し,実演する。
本研究は,SHOM干渉計を高効率位相非感応性アプローチとして確立し,透明材料に対する実用的な量子強調厚み測定への道を開いた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.888092002427893
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum technologies have been widely recognized as unprecedented opportunities for ultra-high precision metrology. As a celebrated example in modern quantum optics, the Hong-Ou-Mandel (HOM) interferometer is well-known for enabling temporal resolutions on the attosecond scale. However, the relatively low Fisher information per trial in ordinary HOM measurements typically necessitates tens of thousands of repetitions to achieve such precision. Here, we propose and demonstrate a sample-half-inserted HOM (SHOM) interferometer, which enhances the Fisher information by five orders of magnitude in a single interference event. By introducing an asymmetric photon-sample interaction, the SHOM configuration produces a distinctive dip-bump-dip interference structure, converting what was previously viewed as an artifact into a helpful metrological resource. Experimentally, we measured the optical path difference with an average precision of 4.09 nm (13.63 as) and an average accuracy of 1.22 nm (4.07 as) using $O(10^7)$ photons. Our results establish SHOM interferometry as an efficient phase-insensitive approach, not only paving the way toward practical quantum-enhanced thickness measurement for transparent materials, but also serving as an elegant strategy to improve the performance of various quantum devices.
- Abstract（参考訳）: 量子技術は超高精度気象学の先例のない機会として広く認識されている。
現代の量子光学において有名な例として、Hong-Ou-Mandel (HOM) 干渉計は、アト秒スケールでの時間分解を可能にすることで知られている。
しかし、通常のHOM測定では、トライアル当たりのフィッシャー情報が比較的低いため、そのような精度を達成するには、通常数万の繰り返しが必要となる。
本稿では,単一干渉イベントにおける5桁のフィッシャー情報を向上させるサンプル半挿入HOM(SHOM)干渉計を提案し,実演する。
非対称光子-サンプル相互作用を導入することにより、SHOM構成は、以前は人工物と見られていたものを有用な気象資源に変換する特徴的なディップ-バンプ-ディップ干渉構造を生成する。
実験では,O(10^7)$光子を用いて,平均精度4.09nm (13.63 as),平均精度1.22nm (4.07 as)で光路差を測定した。
以上の結果から,SHOM干渉法は,透過材料に対する実用的な量子増厚測定への道を開くだけでなく,様々な量子デバイスの性能向上のためのエレガントな戦略として機能すると考えられる。
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