通过探测更少光子提升光学计量精度
量子物理
2021-03-24 v1
摘要
在测量物理量的光学计量协议中，原则上增加光子数总有益于提高测量精度。然而，由于实际探测器的不完美，尤其是当探测器响应受饱和效应主导时，实际约束阻止了 n 的任意增加。本文中，我们展示一种改进的弱测量协议，即偏置弱测量，可在存在饱和效应时显著提升光学计量的精度。该方法探测极小比例的光子，同时保留可观的计量信息。偏置预耦合导致后选择中光子的额外减少，并在谱分布中产生一个对估计参数极度敏感且难以饱和的消光点。因此，Fisher 信息可通过增加光子数持续增强。在我们的磁传感实验中，偏置弱测量实现的精度比先前所用方法约好一个数量级。所提方法可应用于各种光学测量方案，以低成本装置规避探测器饱和效应。
引用
@article{arxiv.2103.12373,
title = {Improving the Precision of Optical Metrology by Detecting Fewer Photons},
author = {Peng Yin and Wen-Hao Zhang and Liang Xu and Ze-Gang Liu and Wei-Feng Zhuang and Lei Chen and Ming Gong and Yu Ma and Xing-Xiang Peng and Gong-Chu Li and Jin-Shi Xu and Zong-Quan Zhou and Lijian Zhang and Geng Chen and Chuan-Feng Li and Guang-Can Guo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.12373},
year = {2021}
}