論文の概要: Finite-energy Gottesman-Kitaev-Preskill state-enhanced optical interferometry
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.09227v1
- Date: Mon, 07 Sep 2026 10:25:47 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-10 19:44:08.73908
- Title: Finite-energy Gottesman-Kitaev-Preskill state-enhanced optical interferometry
- Title（参考訳）: 有限エネルギー Gottesman-Kitaev-Preskill State-enhanced Optical Interferometry
- Abstract要約: 本稿では,Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) 状態強化光干渉法について述べる。
十分に広い包絡を有する有限エネルギーGKP状態は、圧縮真空噴射よりも優れていることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.353144335052292
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We present the case of a Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) state-enhanced optical interferometry with detailed analysis of the phase sensitivity for both the SU(2) and SU(1,1) interferometers. The conventional quantum-enhanced SU(2) interferometer, employing coherent light at one input port and squeezed light at the other, is compared with a modified configuration using coherent light and a GKP state. While it is known that the squeezed vacuum state is the optimal Gaussian resource input mode when paired with the coherent state, we show that the finite-energy GKP state with sufficiently broad envelope outperforms the squeezed vacuum injection, irrespective of the presence of optical losses. This can be attributed to the enhanced robustness coming from the availability of multiple squeezed peaks in the GKP case. However, because lowering the mean photon number reduces the GKP envelope width, the squeezed vacuum input performs better when compared with a GKP state of equal or lower mean photon number. We also observe that optical losses tend to diminish the relative advantage of either input state, since both states approach the (unsqueezed) vacuum state asymptotically. Our work demonstrates the direct application of finite-energy GKP states in optical interferometry along with a methodology for estimating the quantum Fisher information (QFI) and presents a phase estimation procedure using non-Gaussian resources in comparison with conventional Gaussian states.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,SU(2)とSU(1,1)の両干渉計の位相感度を詳細に解析した,GKP(Gottesman-Kitaev-Preskill)状態の干渉計について述べる。
従来の量子エンハンスSU(2)干渉計は、コヒーレント光とGKP状態を用いて、一方の入力ポートにコヒーレント光を、他方の入力ポートにスクイード光を、修正した構成と比較した。
圧縮真空状態がコヒーレント状態とペアリングする際の最適ガウス資源入力モードであることが知られているが、十分に広い包絡を持つ有限エネルギーGKP状態は、光学損失の有無にかかわらず、圧縮真空注入よりも優れたことを示す。
これは、GKPのケースで複数の圧縮されたピークが利用可能であることから、強化されたロバスト性に起因する可能性がある。
しかし、平均光子数を下げることにより、GKPの包絡幅が小さくなるため、同じ又は低い平均光子数のGKP状態と比較して、圧縮真空入力が良好に動作する。
また、両状態が漸近的に真空状態に近づくため、光学損失はいずれの入力状態の相対的な優位性を低下させる傾向にある。
本研究は、光干渉法における有限エネルギーGKP状態の直接適用と、量子フィッシャー情報(QFI)を推定する方法を示し、従来のガウス状態と比較して非ガウス資源を用いた位相推定手順を示す。
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