面向长itudinal相位测量的弱值放大,逼近shot-noise极限,基于 Allan方差特征
量子物理
2026-03-25 v1
摘要
我们报告了对弱值放大(WVA)用于长itudinal相位测量的定量评估,基于Allan方差分析。建立在最近的双缝干涉实验中使用实际弱值[Phys. Rev. Lett. 134, 080802 (2025)]的基础上,我们的Allan方差分析表明,在T = 0.01-0.1 s的短平均间隔处,能够测量几亚秒时间延迟,逼近shot-noise极限,相较于先前实现的T = 300 s operating point,方差降低了两个数量级。我们证明了Allan方差噪声底漂移与检测光子数N_r的倒数成正比,确认了WVA在shot-noise极限下的运行。进一步,这种1/N_r的比例关系在实验上验证了WVA在固定检测光子数和探测器饱和条件下,能够在技术噪声存在的情况下超越常规测量,正如理论预测的[Phys. Rev. Lett. 118, 070802 (2017)]。我们的结果为WVA可实现的接近最优噪声性能提供了严格的定量证据,为精密光学测量设立了新的基准。这一进展在引力波探测等应用中尤为相关,后者的信号主要位于高频区(>10 Hz)。
关键词
引用
@article{arxiv.2602.17035,
title = {Weak-Value Amplification for Longitudinal Phase Measurements Approaching the Shot-Noise Limit Characterized by Allan Variance},
author = {Jing-Hui Huang and Xiang-Yun Hu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.17035},
year = {2026}
}
备注
9 pages, 5 figures