論文の概要: In situ characterization of a photon-subtraction device via heralding counts and homodyne detection
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.10100v1
- Date: Wed, 09 Sep 2026 12:24:54 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-10 19:44:09.026397
- Title: In situ characterization of a photon-subtraction device via heralding counts and homodyne detection
- Title（参考訳）: ヘラルディング数とホモダイン検出による光子減量装置のin situ特性
- Abstract要約: 光子減光装置は、主にビームスプリッタの透過率とシーディング検出器の量子効率によって決定される。
これら2つのパラメータの同時推定のための実験可能なin situスキームを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.893451853752809
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Photon subtraction is one of the most important techniques for generating non-Gaussian optical states and constitutes a key resource for quantum information processing and quantum metrology. The practical performance of a photon-subtraction device is primarily determined by the transmissivity of the beam splitter and the quantum efficiency of the heralding detector. Accurate knowledge of these parameters is therefore essential for assessing the quality of the generated non-classical states. In this work, we propose an experimentally feasible in situ scheme for the simultaneous estimation of these two parameters using only the measurement data produced during the operation of the device. Our protocol combines the click statistics of an on/off heralding detector with homodyne measurements performed on the transmitted mode of the beam splitter when fed by a displaced squeezed state. Within the framework of classical multi-parameter estimation theory, we derive the corresponding Fisher information matrix and investigate both joint and sequential estimation strategies. For simultaneous measurement of parameters, we evaluate the sloppiness of the underlying statistical model and analyze its dependence on the measured quadrature, probe photon number, squeezing fraction, beam splitter transmissivity, and detector efficiency. Our analysis proves that an appropriate choice of the homodyne quadrature substantially reduces parameter degeneracy and enables efficient simultaneous estimation. Furthermore, we show that the joint estimation strategy consistently provides a lower estimation bound than the sequential estimation approach over a broad range of experimentally relevant parameters.
- Abstract（参考訳）: 光子サブトラクションは非ガウス光学状態を生成するための最も重要な技法の1つであり、量子情報処理と量子気象学の鍵となる資源を構成する。
光子サブトラクション装置の実用性能は、主にビームスプリッタの透過率とシーディング検出器の量子効率によって決定される。
したがって、これらのパラメータの正確な知識は、生成された非古典的状態の品質を評価するのに不可欠である。
本研究では,装置の動作中に生成された測定データのみを用いて,これらの2つのパラメータを同時推定する実験可能なin situスキームを提案する。
本プロトコルは,ビームスプリッタの伝送モードにおいて,変位したシャード状態によって供給されたホモダイン測定とオン/オフ型シーディング検出器のクリック統計を組み合わせたものである。
古典的マルチパラメータ推定理論の枠組みの中で、対応するフィッシャー情報行列を導出し、関節およびシーケンシャルな推定戦略について検討する。
パラメータの同時測定には, 基礎となる統計モデルの傾斜度を評価し, 測定された四分数, プローブ光子数, スクイーズ率, ビームスプリッタ透過率, 検出器効率への依存性を解析する。
本分析により, ホモダイン二次体の適切な選択は, パラメータの縮退を著しく低減し, 効率的に同時推定できることを示した。
さらに, 共同推定手法は, 実験パラメータの広い範囲にわたる逐次推定手法よりも, 常に低い推定値を提供することを示した。
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