基于一般马尔可夫光源的量子增强干涉测量理论
量子物理
2025-09-03 v2
摘要
由与工程光学模式相互作用的量子发射体组成的量子光学系统可产生非经典光态，这些光态可用作量子增强干涉测量的资源态。然而，除了能产生单模态（如 Fock 态或压缩态）或高度对称多模态（如超辐射态）的受控良好的系统外，其在量子优势方面的潜力仍未得到表征。在本工作中，我们开发了一个框架来分析基于一般马尔可夫量子光源的量子增强干涉测量。首先，我们展示了如何仅通过跟踪光源的内部动力学来高效计算其发射光子的量子 Fisher 信息（QFI），而无需显式计算发射光子的状态。然后，我们利用这一关系阐明了光源的能级结构和光谱与干涉测量中潜在量子优势之间的联系。最后，我们分析了可用于通过实验上可用的光学元件实现这种量子优势的最优测量协议。特别地，我们展示了具有 Kerr 非线性的可调谐光学元件总是可以被用来为任何给定光源实现最优测量。同时，我们也概述了线性光学和光电探测足以实现最优测量的一般条件。
引用
@article{arxiv.2504.05111,
title = {Theory of quantum-enhanced interferometry with general Markovian light sources},
author = {Erfan Abbasgholinejad and Daniel Malz and Ana Asenjo-Garcia and Rahul Trivedi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.05111},
year = {2025}
}