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通过增强双指针实现超精确时差测量:基于多次弱相互作用

量子物理 2024-05-14 v1 光学

摘要

标准的弱测量仅使用一个助力指针和单次弱相互作用,限制了测量精度和相互作用参数的数量,弱值放大 (WVA) 这种量子效应的特征性描述仍不够清晰。本文在理论和实验方面展示了一种基于多次弱相互作用和可变光谱源的增强双指针 WVA 方案。通过开发三次弱相互作用,动量 P 指针在 6 nm 谱宽下实现了 3.34×1053.34 \times 10^{-5} 的最优时差精度,强度 I 指针在 400 kHz 线宽下实现了 148.8 fm 的位移分辨率。我们发现一种与异常弱值相关的量子效应,通过观测违反 Leggett-Garg 不等式来揭示。利用多次弱相互作用和高信噪检测,I 指针的弱值测为 1478,实现了相对于标准弱测量的两个数量级的 WVA 放大。我们的工作为在具有挑战性环境中的微小量子性测量开辟了实用途径。

关键词

引用

@article{arxiv.2405.06863,
  title  = {Ultraprecise time-difference measurement via enhanced dual pointers with multiple weak interactions},
  author = {Yanqiang Guo and Jianchao Zhang and Jiahui Hou and Xiaomin Guo and Liantuan Xiao},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2405.06863},
  year   = {2024}
}

备注

Main text: 6 pages, 6 figures; Supplementary material: 5 pages, 4 figures