光学 SU(1,1) 干涉仪模型中的相对相位与动力学相位感知

由 Yurke、McCall、Klauder 提出的 SU(1,1) 干涉仪从两个相位相反的光学向下转换过程的哈密顿量出发进行重新表述。从四个光学模式中，挑选出两个模式，相对于一个相对相位 (通过假设干涉仪精确对准，即模式不可区分性来实现)。 resulting two modes 的状态由非线性系数 g、相对相位 φ 以及由相互作用时间产生的动力学相位 θ 参数化。我们找到感知相对相位 (φ = π) (感知动力学相位 θ = 0) 的最佳工作点，量子费米鲁奇信息显示出 Heisenberg 比例 (E²) (对数修正的 Heisenberg 比例 (E/ln E)²)。与电路模型的预测相比，我们发现哈密顿量模型中：1. 最佳工作点位于干涉仪内部的非真空态内，2. 总光子数算符的测量不提供对相对相位或动力学相位的估计，其精度不满足量子克拉默-罗夫边界，而随着 g 的增大，基于加权位移算符的可观测量变得最优。上述结果表明，这是一种首次性的方法，用于描述包含多个光学向下转换过程的通用光学量子传感器。