量子度量學(xué)結(jié)合了統(tǒng)計(jì)學(xué)和量子力學(xué),是一門采用量子手段提高參數(shù)估計(jì)精度的綜合性學(xué)科,在引力波探測,量子成像,量子光刻以及高精度原子鐘等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。如何制備合適的探測態(tài),選擇最優(yōu)測量方案,構(gòu)造最優(yōu)相位估計(jì)量使相位測量精度突破經(jīng)典極限是量子度量學(xué)研究的核心問題。為了突破經(jīng)典極限,有學(xué)者提出采用N光子糾纏態(tài),壓縮真空態(tài)等量子態(tài)作為探測態(tài),但這些量子態(tài)難制備,易損耗,于是我們考慮通過簡單的相干態(tài)以及合適的測量方案突破經(jīng)典極限。本文基于相干光干涉儀,采用了多輸出零拍探測(Multi-outcome homodyne detection)的測量方法,深入研究測量結(jié)果的輸出信號和相位靈敏度,具體研究內(nèi)容如下:1、以相干光和真空光的直積態(tài)作為輸入光入射到Mach-Zehnder干涉儀的兩端,通過零拍探測的測量方法,構(gòu)造出反函數(shù)估計(jì)量,解析推出輸出態(tài)的Wigner函數(shù)及測值概率表達(dá)式。對測量結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分類,得到兩輸出和多輸出零拍探測的輸出信號,得出相位靈敏度接近于散粒噪聲極限,輸出信號實(shí)現(xiàn)超分辨,與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。2、用蒙特卡洛的方法,對多輸出零拍探測實(shí)驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值模擬,分析不同本征值情況下的輸出...

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１相干態(tài)的Ｗｉｇｎｅｒ函數(shù)在相空間的分布

浙江理工大學(xué)碩士學(xué)位論文?基于相干光干涉儀的多輸出零拍探測及量子度量??（ａ）?（ｂ）??、５〈５?５?￣５??（Ｃ）?（ｄ）??Ｉ?－???ｌＷ１Ｗ??Ｒｅａ?５、５?Ｒｅａ?ｓ＊－５??圖２．１相干態(tài)的Ｗｉｇｎｅｒ函數(shù)在相空間的分布。（ａ）平均光子數(shù)元＝｜ａ〇｜２?＝?０。（....

圖３．１?（ａ）相干光干涉儀的零拍探測示意圖，輸出態(tài)測量正交算符０

士學(xué)位論文?基于相干光干涉儀的多輸出零拍探測及量子度量??第三章基于相干光干涉儀的雙輸出零拍探測??３．１背景介紹??本章中，采用Ｍａｃｈ－Ｚｅｈｎｄｅｒ干涉儀單端零拍探測，在某一輸出端測量光場??正交分量ｆ?＝?護(hù)）／（２〇，?Ｓ表示輸出端的光場湮滅算符。光場正交分量０滿??足....

圖３．３?〇〇輸出信號隨相位的變化曲線

提高＃倍。當(dāng)／Ｖ足夠大，最優(yōu)相位靈敏度？?１．０３／＃，接近于??散粒噪聲極限。當(dāng)ａ?＾０?（ａ?＝?１／２）時，輸出信號為??＜ｎ）?＝?２ｅｒｆ（１Ｖ２ａ）?｛ｅｒｆ［Ｖ２５＋］?＋?ｅｒｆ［Ｖ２＾＿］｝．?３－?（１１）??２．０１?????⑷?ＣＶ?，?）?（ｂ）??ｉ．....

圖３．４基于相干光干涉儀雙輸出零拍探測的測量結(jié)果

＾士以）�？梢缘玫椒春瘮�(shù)估計(jì)量的相位靈敏度為??Ｊｐ（＋｜０）ｐ（－｜０）?，…、??８中＝＼Ｐ＇（＋ｍ?＿?３－（５４）??從上面結(jié)果可以看出，這與可觀測量ｆｉ的本征值／＾±無關(guān)。這個雙輸出輸出探測??的經(jīng)典Ｆｉｓｈｅｒ信息（ＣＦＩ）為??中）＝Ｘ＾±［Ｐｐ（（ｆｃ｜ｆ?＝（舛....

本文編號：4015841