单模位移传感器
量子物理
2017-01-11 v4
摘要
我们证明，可以以确定作用于振荡器的位移的两个参数，其精度与振荡器中光子数平方根成反比。我们的结果通过使用网格态作为传感器态来探测相空间中的小平移（位移）而获得。网格态最初在（见 https://doi.org/10.1103/PhysRevA.64.012310 ）中提出用于将量子比特编码到振荡器中：利用与量子比特的耦合制备此类态的高效协议在（见 https://doi.org/10.1103/PhysRevA.93.012315 ）中得以发展。我们将网格态的性能与量子罗盘态或猫态码进行比较，并将我们的结果置于位移参数方差的二参数量子 Cramér-Rao 下界背景下。我们表明，当使用相位估计协议测量和制备网格态时，关于位移的可访问信息随态中光子数增加而增加。这与量子罗盘态中的可访问信息形成对比，我们证明后者总是由一个常数上界限制，与光子数无关。我们给出了在光子损耗、非线性和量子比特测量存在下基于相位估计的网格态制备协议的数值模拟，不使用后选择，展示了表征网格态的两个有效压缩参数在制备过程中如何变化。相位估计协议背后的思想是一种简单的最大信息增益策略。
引用
@article{arxiv.1603.02242,
title = {Single-Mode Displacement Sensor},
author = {Kasper Duivenvoorden and Barbara M. Terhal and Daniel Weigand},
journal= {arXiv preprint arXiv:1603.02242},
year = {2017}
}
备注
17 pages, 11 figures. Version 4: Extensive numerical section added