基于 Sagnac 干涉仪与奇偶测量的角位移确定性超分辨估计

超分辨角位移估计对于量子信息处理和光学光刻具有重要意义。本文报道并实验演示了一种基于含有轨道角动量的相干态的角位移估计协议。在无损耗情形下，利用奇偶测量，该协议在理论上可实现量子数 $\ell$ 对应的 4$\ell$ 倍超分辨，以及达到量子 Cramér-Rao 界散粒噪声极限的灵敏度。我们考虑了若干现实因素及其影响，包括非理想态制备、光子损耗和不完美探测器。最后，给定平均光子数 $\bar N=2.297$ 和 $\ell=1$，我们展示了因子为 7.88 的角位移超分辨效应，并且可达到接近散粒噪声极限的灵敏度。