論文の概要: Phase Independent Measurement of Weak Coherent Optical Signals
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.04363v1
- Date: Thu, 03 Sep 2026 18:23:51 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-07 18:15:23.784263
- Title: Phase Independent Measurement of Weak Coherent Optical Signals
- Title（参考訳）: 弱コヒーレント光信号の位相独立測定
- Abstract要約: 我々はSU(1,1)干渉計に基づく弱コヒーレント光変位の位相独立検出のための量子センシングフレームワークを開発した。
従来のSU(1,1)干渉計は、全強度検出のみを用いて、量子クレーマーラオ境界を飽和させ、変位の大きさを推定する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.6907653827569207
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We develop a quantum sensing framework for the phase independent detection of weak coherent optical displacements based on SU(1,1) interferometry. Unlike conventional quantum measurement protocols that require prior knowledge of the signal phase and coherent homodyne detection, the proposed approach estimates the displacement magnitude independently of its phase. We show that, under ideal lossless conditions, a conventional SU(1,1) interferometer employing only total intensity detection saturates the quantum Cramer Rao bound for displacement magnitude estimation. We further derive the analytical expression of the quantum Cramer Rao bound and the sensitivity of the conventional SU(1,1) interferometer with total intensity detection and systematically investigate its performance in the presence of optical loss. The proposed phase-independent intensity detection scheme achieves comparable performance over experimentally relevant operating regimes while eliminating the need for local oscillators, phase locking, and quadrature tracking. These results establish SU(1,1) based intensity detection as a practical platform for phase independent quantum sensing.
- Abstract（参考訳）: 我々はSU(1,1)干渉計に基づく弱コヒーレント光変位の位相独立検出のための量子センシングフレームワークを開発した。
信号位相とコヒーレントホモダイン検出の事前知識を必要とする従来の量子計測プロトコルとは異なり、提案手法は位相とは独立に変位の大きさを推定する。
理想的な損失のない条件下では、全強度検出のみを用いた従来のSU(1,1)干渉計は、変位の大きさ推定のために量子クレーマーラオ境界を飽和させることを示した。
さらに、量子クレーマーラオバウンドの解析式と、全強度検出による従来のSU(1,1)干渉計の感度を導出し、光学損失の有無でその性能を系統的に検討する。
提案した位相非依存強度検出方式は、局所発振器、位相ロック、二次追跡の必要性を排除しつつ、実験的に関係のある動作系に対して同等の性能を実現する。
これらの結果は、SU(1,1)に基づく強度検出を相独立量子センシングの実用的なプラットフォームとして確立する。
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