科学家实现将相干和非高斯压缩真空态作为输入的Mach

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科学家实现将相干和非高斯压缩真空态作为输入的Mach

2023-07-13 01:28| 来源: 网络整理| 查看: 265

科学家实现将相干和非高斯压缩真空态作为输入的Mach-Zehnder干涉测量 作者:小柯机器人 发布时间:2023/7/11 13:11:19 本期文章:《物理评论A》:Online/在线发表

近日,印度科学教育与研究所Chandan Kumar及其研究小组取得一项新进展。经过不懈努力,他们团队取得一项新突破。他们实现了将相干和非高斯压缩真空态作为输入的基于宇称探测的Mach-Zehnder干涉测量。相关研究成果已于2023年7月7日在国际知名学术期刊《物理评论A》上发表。

该研究团队在相位估计中通过基于宇称探测的Mach-Zehnder干涉仪,理论上探索了非高斯运算的优势。研究人员将相干态和非高斯压缩真空态(SVS)作为输入,考虑了光子减法、光子加法和光子催化三种不同的非高斯运算在单模SVS上的实现。通过推导非高斯SVS的Wigner函数,他们得到了相位灵敏度的表达式。

研究结果表明,在适当的参数选择下,所有三种非高斯运算都可以增强相位灵敏度。他们还考虑了这些非高斯运算的概率性质,发现单光子加法是最佳运算。

此外,研究分析还能够确定在进行非高斯运算时,SVS的最佳压缩程度和分束器的透射率。

附:英文原文

Title: Parity-detection-based Mach-Zehnder interferometry with coherent and non-Gaussian squeezed vacuum states as inputs

Author: Chandan Kumar, Rishabh, Mohak Sharma, Shikhar Arora

Issue&Volume: 2023/07/07

Abstract: We theoretically explore the advantages rendered by non-Gaussian operations in phase estimation using a parity-detection-based Mach-Zehnder interferometer, with one input being a coherent state and the other being a non-Gaussian squeezed vacuum state (SVS). We consider a realistic model to perform three different non-Gaussian operations, namely, photon subtraction, photon addition, and photon catalysis on a single-mode SVS. We start by deriving the Wigner function of the non-Gaussian SVSs, which is then utilized to derive the expression for the phase sensitivity. The analysis of the phase sensitivity reveals that all three different non-Gaussian operations can enhance the phase sensitivity under suitable choices of parameters. We also consider the probabilistic nature of these non-Gaussian operations, the results of which reveal the single-photon addition to be the optimal operation. Further, our analysis also enables us to identify the optimal squeezing of the SVS and the transmissivity of the beam splitter involved in the implementation of the non-Gaussian operations.

DOI: 10.1103/PhysRevA.108.012605

Source: https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.108.012605

期刊信息

Physical Review A:《物理评论A》,创刊于1970年。隶属于美国物理学会,最新IF:2.97 官方网址:https://journals.aps.org/pra/ 投稿链接:https://authors.aps.org/Submissions/login/new



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