利用空间模式解复用实现对非相干点源的噪声鲁棒分辨
量子物理
2026-08-03 v1
摘要
我们从理论上预测并在实验上证明，仅使用两个最低阶 Hermite-Gaussian 模式的简化空间模式解复用（SPADE）测量，在分辨单源与两个非相干点源时，对背景噪声表现出显著的鲁棒性。我们建立了一个包含均匀背景噪声的理论框架，并推导出解析的 Chernoff 指数表达式，表明 SPADE 在所有源间距下均优于直接成像（DI）。实验结果证实，即使每像素背景信号光子比为 0.11，基于 SPADE 的假设检验仍接近量子极限。这一优势源于 SPADE 将源信息集中到最少检测模式的能力，从而减少了累积背景噪声的影响。我们的发现为背景噪声不可避免的应用（如天文观测和量子传感）提供了一种实用的检测方案。
关键词
引用
@article{arxiv.2608.01765,
title = {Noise-robust discrimination of incoherent point sources with spatial-mode demultiplexing},
author = {Jian-Qiang Liu and Chao-Ning Hu and Jun Xin and Xiao-Ming Lu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2608.01765},
year = {2026}
}