利用最优资源分配保护量子干涉仪中的噪声压缩
量子物理
2023-02-22 v2
摘要
干涉仪对于精密测量至关重要，包括引力波、激光测距、雷达和成像。相位灵敏度作为核心参数，可利用量子态实现量子增强以突破标准量子极限（SQL）。然而，量子态高度脆弱，会随损耗迅速退化。我们设计并演示了一种利用可变分束比分束器的量子干涉仪，以保护环境对量子资源的影响。最优相位灵敏度可达到系统的量子Cramér-Rao界。该量子干涉仪可大幅降低量子测量中的量子源需求。理论上，在66.6%损耗率下，使用当前干涉仪仅需6.0 dB压缩量子资源即可突破SQL，而传统注入压缩真空的Mach-Zehnder干涉仪需要24 dB压缩量子资源。实验中，当使用2.0 dB压缩真空态时，在损耗率从0%变化到90%的过程中，通过优化第一分束比，灵敏度增强保持在约1.6 dB，表明在实际应用中存在损耗时量子资源得到了极好保护。该策略可为在有损环境中保留量子信息处理和量子精密测量的量子优势开辟途径。
引用
@article{arxiv.2208.08316,
title = {Protection of noise squeezing in a quantum interferometer with optimal resource allocation},
author = {Wenfeng Huang and Xinyun Liang and Baiqiang Zhu and Yuhan Yan and Chun-Hua Yuan and Weiping Zhang and Liqing Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.08316},
year = {2023}
}
备注
6 pages, 4 figures