Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > quant-ph > arXiv:2008.03888

帮助 | 高级搜索

量子物理

arXiv:2008.03888 (quant-ph)
[提交于 2020年8月10日 ]

标题: 量子光最优圆二色性传感:多参数估计方法

标题: Optimal circular dichroism sensing with quantum light: Multi-parameter estimation approach

Authors:Christina Ioannou, Ranjith Nair, Ivan Fernandez-Corbaton, Mile Gu, Carsten Rockstuhl, Changhyoup Lee
摘要: 圆二色性(CD)的测量被广泛用于区分手性结构的不同对映异构体。 它已被应用于天然材料(例如分子)以及人工材料(例如纳米光子结构)。 然而,特别是对于手性分子,信号水平非常低,提高信噪比对于缩短必要的测量时间或降低最低可检测分子浓度至关重要。 作为解决此问题的一种方案,我们提出在此使用光的量子态进行CD传感,以将噪声降低到使用相干态光时遇到的散粒噪声极限以下。 通过多参数估计方法,我们确定了CD传感精度的终极量子极限,允许包括额外辅助模式的通用方案。 我们表明,可以通过各种最优方案实现终极量子极限。 这不仅包括直接传感配置中的Fock态输入,还包括辅助模式传感配置中的双光束输入,对于这两种情况都需要进行光子数分辨探测作为最优测量设置。 即使存在额外的系统损耗,这些最优方案也能提供显著的量子增强。 还详细研究了在直接传感配置中使用双光束态的实际方案的最优性,作为实际CD信号非常小时CD传感的近似最优方案。 还提出了涉及单光子源和探测器的替代方案。 这项工作为进一步研究量子计量技术在手性传感中的应用铺平了道路。
摘要: The measurement of circular dichroism (CD) has widely been exploited to distinguish the different enantiomers of chiral structures. It has been applied to natural materials (e.g. molecules) as well as to artificial materials (e.g. nanophotonic structures). However, especially for chiral molecules the signal level is very low and increasing the signal-to-noise ratio is of paramount importance to either shorten the necessary measurement time or to lower the minimum detectable molecule concentration. As one solution to this problem, we propose here to use quantum states of light in CD sensing to reduce the noise below the shot noise limit that is encountered when using coherent states of light. Through a multi-parameter estimation approach, we identify the ultimate quantum limit to precision of CD sensing, allowing for general schemes including additional ancillary modes. We show that the ultimate quantum limit can be achieved by various optimal schemes. It includes not only Fock state input in direct sensing configuration but also twin-beam input in ancilla-assisted sensing configuration, for both of which photon number resolving detection needs to be performed as the optimal measurement setting. These optimal schemes offer a significant quantum enhancement even in the presence of additional system loss. The optimality of a practical scheme using a twin-beam state in direct sensing configuration is also investigated in details as a nearly optimal scheme for CD sensing when the actual CD signal is very small. Alternative schemes involving single-photon sources and detectors are also proposed. This work paves the way for further investigations of quantum metrological techniques in chirality sensing.
评论: 9页,5图
主题: 量子物理 (quant-ph) ; 光学 (physics.optics)
引用方式: arXiv:2008.03888 [quant-ph]
  (或者 arXiv:2008.03888v1 [quant-ph] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2008.03888
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI
相关 DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevA.104.052615
链接到相关资源的 DOI

提交历史

来自: Changhyoup Lee [查看电子邮件]
[v1] 星期一, 2020 年 8 月 10 日 04:00:15 UTC (1,034 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • TeX 源代码
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
quant-ph
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2020-08
切换浏览方式为:
physics
physics.optics

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号