Skip to main content
Erschienen in: Cluster Computing 4/2019

13.12.2017

The precision of Mach–Zehnder interferometer in the presence of bit-phase flip

verfasst von: Duan Xie, Jian Zhao

Erschienen in: Cluster Computing | Sonderheft 4/2019

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

The paper presents the phase precision of three input cases in the presence of bit-phase flip. If bit-phase flip exists in two arms of interferometer, the precision of coherent state and vacuum state will keep in the standard quantum limit, and the precision of coherent state and squeezed vacuum state drops from 1\(/N^{0.75}\) to the standard quantum limit. If bit-phase flip exists before the first beam splitter or after the second beam splitter, all the precisions of three input cases will firstly decrease and then increase with increasing \(\eta \) (parameters characterizing noise strength) from 0 to 1. Spin squeezing state is more likely to be affected by bit-phase flip, and its precision is lower than the other two input cases when \(\eta \) approaches 0.5. We found the precision of the spin squeezing state decreases faster than the other two cases in most instances.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat Wolfgramm, F., Vitelli, C., Beduini, F.A., et al.: Entanglement-enhanced probing of a delicate material system. Nat. Photon. 7, 28–32 (2013)CrossRef Wolfgramm, F., Vitelli, C., Beduini, F.A., et al.: Entanglement-enhanced probing of a delicate material system. Nat. Photon. 7, 28–32 (2013)CrossRef
2.
Zurück zum Zitat Taylor, M., Janousek, J., Daria, V., et al.: Biological measurement beyond the quantum limit. Nat. Photon. 7, 223–229 (2013)CrossRef Taylor, M., Janousek, J., Daria, V., et al.: Biological measurement beyond the quantum limit. Nat. Photon. 7, 223–229 (2013)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat Song, Ningfang, Xiangxiang, Lu, Xiaobin, Xu, et al.: Measurement of frequency sweep nonlinearity using atomic absorption spectroscopy. Opt. Commun. 407, 165–168 (2018)CrossRef Song, Ningfang, Xiangxiang, Lu, Xiaobin, Xu, et al.: Measurement of frequency sweep nonlinearity using atomic absorption spectroscopy. Opt. Commun. 407, 165–168 (2018)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat Muessel, W., Strobel, H., Linnemann, D., et al.: Scalable spin squeezing for quantum-enhanced magnetometry with Bose-Einstein condensates. Phys. Rev. Lett. 113, 103004 (2014)CrossRef Muessel, W., Strobel, H., Linnemann, D., et al.: Scalable spin squeezing for quantum-enhanced magnetometry with Bose-Einstein condensates. Phys. Rev. Lett. 113, 103004 (2014)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Aasi, J., Abadie, J., Abbott, B.P., et al.: Enhanced sensitivity of the LIGO gravitational wave detector by using squeezed states of light. Nat. Photon. 7, 613–619 (2013)CrossRef Aasi, J., Abadie, J., Abbott, B.P., et al.: Enhanced sensitivity of the LIGO gravitational wave detector by using squeezed states of light. Nat. Photon. 7, 613–619 (2013)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat Czekaj, Ł., Przysiężna, A., Horodecki, M., et al.: Quantum metrology: Heisenberg limit with bound entanglement. Phys. Rev. A 92, 062303 (2015)CrossRef Czekaj, Ł., Przysiężna, A., Horodecki, M., et al.: Quantum metrology: Heisenberg limit with bound entanglement. Phys. Rev. A 92, 062303 (2015)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Caves, C.M.: Quantum-mechanical noise in an interferometer. Phys. Rev. D 23, 1693–1708 (1981)CrossRef Caves, C.M.: Quantum-mechanical noise in an interferometer. Phys. Rev. D 23, 1693–1708 (1981)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat Paris, M.G.A.: Small amount of squeezing in high-sensitive realistic interferometry. Phys. Lett. A 1995(201), 132–138 (1995)CrossRef Paris, M.G.A.: Small amount of squeezing in high-sensitive realistic interferometry. Phys. Lett. A 1995(201), 132–138 (1995)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat The LIGO Scientific Collaboration.: A gravitational wave observatory operating beyond the quantum shot-noise limit. Nat. Phys. 7, 962–965 (2011) The LIGO Scientific Collaboration.: A gravitational wave observatory operating beyond the quantum shot-noise limit. Nat. Phys. 7, 962–965 (2011)
11.
Zurück zum Zitat Wu, L.N., Tey, M.K., You, L.: Persistent atomic spin squeezing at the Heisenberg limit. Phys. Rev. A 92, 063610 (2015)CrossRef Wu, L.N., Tey, M.K., You, L.: Persistent atomic spin squeezing at the Heisenberg limit. Phys. Rev. A 92, 063610 (2015)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat Ono, T., Sabines-Chesterking, J., Cable, H., et al.: Optical implementation of spin squeezing. New J. Phys. 19, 053005 (2017)CrossRef Ono, T., Sabines-Chesterking, J., Cable, H., et al.: Optical implementation of spin squeezing. New J. Phys. 19, 053005 (2017)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat Bukhari, S.H., Aslam, S., Mustafa, F., et al.: Entangled coherent states for quantum information processing. Optik 125(15), 3788–3790 (2014)CrossRef Bukhari, S.H., Aslam, S., Mustafa, F., et al.: Entangled coherent states for quantum information processing. Optik 125(15), 3788–3790 (2014)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat Bohmann, M., Sperling, J., Vogel, W.: Entanglement and phase properties of noisy NOON states. Phys. Rev. A 91, 042332 (2015)CrossRef Bohmann, M., Sperling, J., Vogel, W.: Entanglement and phase properties of noisy NOON states. Phys. Rev. A 91, 042332 (2015)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat Bergmann, M., van Loock, P.: Quantum error correction against photon loss using NOON states. Phys. Rev. A 94, 012311 (2016)CrossRef Bergmann, M., van Loock, P.: Quantum error correction against photon loss using NOON states. Phys. Rev. A 94, 012311 (2016)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat Zhang, Y.M., Li, X.W., Yang, W., et al.: Quantum Fisher information of entangled coherent state in the presence of photon losses. Phys. Rev. A 88, 043832 (2013)CrossRef Zhang, Y.M., Li, X.W., Yang, W., et al.: Quantum Fisher information of entangled coherent state in the presence of photon losses. Phys. Rev. A 88, 043832 (2013)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat Demkowicz-Dobrza’nski, R., Kolodynski, J., Guta, M.: The elusive Heisenberg limit in quantum-enhanced metrology. Nat. Commun. 3, 1063 (2012)CrossRef Demkowicz-Dobrza’nski, R., Kolodynski, J., Guta, M.: The elusive Heisenberg limit in quantum-enhanced metrology. Nat. Commun. 3, 1063 (2012)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat Zhang, S.L., Zou, X.B., Shi, J.H., et al.: Quantum illumination in the presence of photon loss. Phys. Rev. A 90, 052308 (2014)CrossRef Zhang, S.L., Zou, X.B., Shi, J.H., et al.: Quantum illumination in the presence of photon loss. Phys. Rev. A 90, 052308 (2014)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat Zhang, X.X., Yang, Y.X., Wang, Xiang-Bin: Lossy quantum-optical metrology with squeezed states. Phys. Rev. A 88, 013838 (2013)CrossRef Zhang, X.X., Yang, Y.X., Wang, Xiang-Bin: Lossy quantum-optical metrology with squeezed states. Phys. Rev. A 88, 013838 (2013)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat Gao, Y.: Quantum optical metrology in the lossy SU (2) and SU (1,1) interferometers. Phys. Rev. A 94, 023834 (2016)CrossRef Gao, Y.: Quantum optical metrology in the lossy SU (2) and SU (1,1) interferometers. Phys. Rev. A 94, 023834 (2016)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat Hamerly, R., Mabuchi, H.: Quantum noise of free-carrier dispersion in semiconductor optical cavities. Phys. Rev. A 92, 023819 (2015)CrossRef Hamerly, R., Mabuchi, H.: Quantum noise of free-carrier dispersion in semiconductor optical cavities. Phys. Rev. A 92, 023819 (2015)CrossRef
22.
Zurück zum Zitat Venkatesh, B.P., O’Dell, D.H.J.: Bloch oscillations of cold atoms in a cavity: effects of quantum noise. Phys. Rev. A 88, 013848 (2013)CrossRef Venkatesh, B.P., O’Dell, D.H.J.: Bloch oscillations of cold atoms in a cavity: effects of quantum noise. Phys. Rev. A 88, 013848 (2013)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat Rahman, A., Guikema, J.W., Markovic, Nina: Quantum interference noise near the dirac point in graphene. Phys. Rev. B 89, 235407 (2014)CrossRef Rahman, A., Guikema, J.W., Markovic, Nina: Quantum interference noise near the dirac point in graphene. Phys. Rev. B 89, 235407 (2014)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat Yurke, B., McCall, S.L., Klauder, J.R.: SU (2) and SU (1, 1) interferometers. Phys. Rev. A 33, 4033–4054 (1986)CrossRef Yurke, B., McCall, S.L., Klauder, J.R.: SU (2) and SU (1, 1) interferometers. Phys. Rev. A 33, 4033–4054 (1986)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat Rozema, L.A., Mahler, D.H., Blume-Kohout, R., et al.: On the optimal choice of spin-squeezed states for detecting and characterizing a quantum process. Phys. Rev. X 4, 041025 (2015) Rozema, L.A., Mahler, D.H., Blume-Kohout, R., et al.: On the optimal choice of spin-squeezed states for detecting and characterizing a quantum process. Phys. Rev. X 4, 041025 (2015)
26.
Zurück zum Zitat Eisert, J., Müller, M.P., Gogolin, C.: Quantum measurement occurrence is undecidable. Phys. Rev. Lett. 108, 260501 (2012)CrossRef Eisert, J., Müller, M.P., Gogolin, C.: Quantum measurement occurrence is undecidable. Phys. Rev. Lett. 108, 260501 (2012)CrossRef
Metadaten
Titel
The precision of Mach–Zehnder interferometer in the presence of bit-phase flip
verfasst von
Duan Xie
Jian Zhao
Publikationsdatum
13.12.2017
Verlag
Springer US
Erschienen in
Cluster Computing / Ausgabe Sonderheft 4/2019
Print ISSN: 1386-7857
Elektronische ISSN: 1573-7543
DOI
https://doi.org/10.1007/s10586-017-1484-1

Weitere Artikel der Sonderheft 4/2019

Cluster Computing 4/2019 Zur Ausgabe