量子增强束轨迹跟踪超越海森堡不确定性限制
量子物理
2025-07-24 v2 光学
摘要
确定束的完整轨迹需要同时追踪其位置和动量（角动量）信息。然而，对这两个参数的同时测量，其位置与动量不确定性的乘积受到海森堡不确定性限制（HUL）的约束。本文提出了一种量子增强束轨迹跟踪技术的原理演示，利用通过自发参数下转换（SPDC）产生的光子之间固有的位移和动量纠缠。我们展示，量子纠缠可被利用以在同时测量中实现超越HUL的束轨迹跟踪精度。此外，借助现有的检测技术，已经可以实现对单光子水平的近实时束轨迹跟踪。该技术对背景干扰具有高度鲁棒性，即使受到显著强于SPDC的干扰束影响，跟踪精度也几乎不受影响。
引用
@article{arxiv.2501.14104,
title = {Quantum enhanced beam tracking surpassing the Heisenberg uncertainty limit},
author = {Yingwen Zhang and Duncan England and Noah Lupu-Gladstein and Frederic Bouchard and Guillaume Thekkadath and Philip J. Bustard and Ebrahim Karimi and Benjamin Sussman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.14104},
year = {2025}
}
备注
7 pages, 5 figures