双模压缩Fock态在量子相位估计中的应用

发布时间：2024-03-21 01:21

　　量子精密测量主要是利用量子态的非经典效应来提高待测参数估计的精度.本文研究了双模压缩Fock态作为马赫-曾德尔干涉仪的探测态时,增加双模Fock态的粒子数,可以有效改善基于量子Fisher信息的量子Cramér-Rao界限,这一相位测量精度的最终极限.对于对称的双模压缩Fock态,宇称测量所得到的相位测量精度可以达到量子Cramér-Rao界限.而对于非对称的双模压缩Fock态,宇称测量却不能.因此,宇称测量并不总是一种最优测量方案.

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【部分图文】：

图1马赫-曾德尔干涉仪结构示意图

式（11）是本文的第一个主要结果．根据式（9）和（11）容易看出，在给定初始压缩参数r的情况下，增加双模Fock态的m和n的取值，QCRB界限必然会得到提高．这主要是由于在给定初始压缩参数的情况下，TMSFS态所含有的平均光子数随着m和n的增加而增大，正如式（2）所示．因此，在给....

图2具有（m,n）不同取值的对称TMSFS态在φ=10-3时，相位测量精度随初始压缩参数r的变化曲线（a）基于量子Fisher信息所得到的最终测量界限QCRB界限；（b）基于宇称测量所得到的相位测量精度

应用式（12）和（22）从数值上可方便的检验，对于这种非对称的TMSFS态，宇称测量是否是最优测量．图3具有（m,n）不同取值的非对称TMSFS态在φ=10-3时，相位测量精度随初始压缩参数r的变化曲线（a）基于量子Fisher信息所得到的最终测量界限QCRB界限；（b）基于宇....

图3具有（m,n）不同取值的非对称TMSFS态在φ=10-3时，相位测量精度随初始压缩参数r的变化曲线（a）基于量子Fisher信息所得到的最终测量界限QCRB界限；（b）基于宇称测量所得到的相位测量精度

图2具有（m,n）不同取值的对称TMSFS态在φ=10-3时，相位测量精度随初始压缩参数r的变化曲线（a）基于量子Fisher信息所得到的最终测量界限QCRB界限；（b）基于宇称测量所得到的相位测量精度利用误差传播理论，干涉仪的相位测量精度为[28]

本文编号：3933605