基于 SU(2) 齐次态的 Mach-Zehnder 干涉仪量子相位估计与现实检测方案
量子物理
2024-12-31 v1 数学物理
math.MP
摘要
在量子参数估计中，量子克拉默-罗比界限 (QCRB) 设定了以无偏估计量测可达精度的基本限制。它将估计参数的不确定性与量子Fisher信息 (QFI) 的倒数相关联。QCRB 和 QFI 都是分析干涉仪相位灵敏度的有价值工具。本文比较了 Mach-Zehnder 干涉仪 (MZI) 的单参数与双参数 QFI，并考察了三种检测方案：单模式检测、差分强度检测（均无外部相位参考），以及带外部相位参考的平衡同光检测。我们以与 su(2) 代数相关联的自旋齐次态作为输入态于所有场景，并显示所有三种检测方案均可实现该自旋齐次输入态的 QCRB。此外，我们探讨了 SU(2) 齐次态在不同情景下的利用。显著地，我们发现当总角动量量子数 较大时，可获得最佳灵敏度，并演示在最优条件下，所有检测方案均可通过将 SU(2) 齐次态作为输入态来实现 QCRB。
引用
@article{arxiv.2412.20152,
title = {Quantum phase estimation and realistic detection schemes in Mach-Zehnder interferometer using SU(2) coherent states},
author = {Mohammed Abdellaoui and Nour-Eddine Abouelkhir and Abdallah Slaoui and Rachid Ahl Laamara},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.20152},
year = {2024}
}