引力波激光干涉仪探测器中测量、辐射与退相干的基本关系
量子物理
2019-06-19 v1 广义相对论与量子宇宙学
摘要
随着激光干涉仪引力波（GW）探测器日益受量子噪声主导，理解量子不确定性对测量灵敏度施加的基本极限，对于指导进一步降噪至关重要。近期的努力包括将量子信息论思想应用于GW探测——具体而言是量子Cramer Rao界，它是利用量子态进行参数估计误差的最小界，由该态相对于参数的量子Fisher信息（QFI）决定。识别QFI需要知道量子测量设备与信号之间的相互作用，该相互作用在[Phys. Rev. D 98, 124006]中已为GW干涉仪探测器严格导出。本文中，我们计算了GW探测的QFI与基本量子极限（FQL），并进一步推导了涉及QFI的显式互易关系，其概括了探测器与周围弱量子GW场之间的信息交换。具体而言，我们表明探测器的量子涨落所引起的GW功率辐射正比于QFI，因此反比于其FQL。类似地，探测器在白噪声GW浴中的退相干率可显式关联于QFI/FQL。这些关系是基本的，并似乎可推广至更广泛的量子测量系统类别。
引用
@article{arxiv.1903.09378,
title = {Fundamental Relations between Measurement, Radiation and Decoherence in Gravitational Wave Laser Interferometer Detectors},
author = {Belinda Pang and Yanbei Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.09378},
year = {2019}
}