系外行星光谱学的终极极限：一种量子方法

系外行星科学的一大挑战是确定系外行星的大气组成，并寻找暗示另一世界存在生化过程的生物标志。我们试图探测的生物标志物是系外行星大气中的气体，如氧气或甲烷，它们在可见光和近红外光谱中具有深吸收特征。本文确立了在暗弱源与远亮于它的恒星源共存时，判定光谱吸收线存在与否的终极量子极限。我们在对称与非对称假设检验框架下刻画了相应的错误指数。我们发现，基于空间解复用的结构化测量可使我们解耦来自行星的光，从而达到终极量子极限。若行星相对恒星的强度为 $\epsilon \ll 1$，我们表明该方法显著优于直接光谱学，使错误指数提升 $1/\epsilon$ 倍。我们找到了最优测量方式，其为干涉技术与光谱分析的结合。