用于探测和推断中子星合并残余引力波的光子计数读出技术

中子星双星坍缩后释放的引力波及其所携带的稠密物质信息，是下一代探测器的高优先级目标。尽管预计此类探测器将观测到数百万个信号，但可探测的后合并辐射仍将稀少。本文探讨了针对数据受量子噪声主导（即频率高于 1 kHz）的情形，采用光子计数读出方案进行后合并探测与推断。通过该读出方式，信号与噪声被量子化为对应单光子检测的离散分布，分布基于所选模式基底。通过仿真数据，我们展示光子计数即使在弱信号下也能有效。我们发现，后合并信噪比为 0.2 时，约有 1% 的信号可产生单个光子，从而被探测。此外，在 $2\times10^4$ 条信号（相当于 $10^{-2}$ 到 $1.5$ 年的观测）后，光子计数可使 $1.6\,M_\odot$ 中子星半径测量精度提升约为二分之一。若探测器的经典噪声降低，约束条件可进一步收紧。光子计数为从低信噪比后合并信号中提取信息提供了传统全息读出技术的有前景的替代方案。