圆二色性精度极限的量子 Fisher 信息界
量子物理
2021-12-28 v1 光学
摘要
圆二色性（CD）是一种广泛用于研究光学手性分子尤其是生物分子的技术。因此，精确估计这些参数以便设计具有所需功能的分子至关重要。为超越经典测量的极限，我们需要用量子光探测系统。我们针对多种输入量子光态，发展了用于圆二色性与光学旋光色散精度估计的量子 Fisher 信息矩阵（QFIM）。由 QFIM 得到了全部四个手性参数的 Cramer-Rao 界，分别对应 (a) 具有特定线偏振的单光子输入态，以及 (b) 具有两个光子且均左偏振或均右偏振的 NOON 态。将用量子光得到的 QFIM 界与经典光束（即相干态光束）的界进行比较。总体而言，单光子态与 NOON 态在吸收与相移估计上相较强度可比的相干光源具有更优精度，尤其在弱吸收 regime。特别地，NOON 态在三者中天然提供最佳精度。我们将 QFIM 界与误差灵敏度界进行比较，因后者相对更易测量，而 QFIM 界需要完整态层析。我们还概述了一种通过单光子探测器的投影测量估计测量灵敏度的经验方案。
引用
@article{arxiv.2108.13970,
title = {Quantum Fisher Information Bounds on Precision Limits of Circular Dichroism},
author = {Jiaxuan Wang and Girish S. Agarwal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.13970},
year = {2021}
}