Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...
Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...
Топ:
Установка замедленного коксования: Чем выше температура и ниже давление, тем место разрыва углеродной цепи всё больше смещается к её концу и значительно возрастает...
Методика измерений сопротивления растеканию тока анодного заземления: Анодный заземлитель (анод) – проводник, погруженный в электролитическую среду (грунт, раствор электролита) и подключенный к положительному...
Интересное:
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Дисциплины:
2022-10-03 | 27 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
An alternative approach is to interact photons deter-
Ministically via an atom-cavity system11,37,38, which
can be con fi gured to implement arbitrary determinis-
Tic interactions39,40 (semiconductor approaches are dis-
cussed below). However, there may be a payo ff between
Resource overhead and susceptibility to errors. What-
Ever the approach to implementing gates, the realisa-
tion of multiple high- fi delity deterministic single-photon
Sources remains a major challenge. In the demonstra-
Tions described above, single photons were generated via
The process of spontaneous parametric downconversion
(SPDC): a bright ‘pump’ laser is shone into a non-linear
Crystal, aligned such that a single pump photon can spon-
Taneously split into two “daughter” photons, conserving
Momentum and energy. Multiplexing several (waveg-
Uide) SPDC sources41 could provide an ideal photon
Source, or single atom or atom-like emitters, such as the
Semiconductor quantum dots described below, could be
Used. The latter shows potential for emitting a string of
Photons pre-entangled in a cluster state42, and as nodes
In quantum networks.
Quantum metrology and lithography
All science and technology is founded on measurement.
Improvements in precision have led not just to more de-
Tailed knowledge but also new fundamental understand-
Ing. This quest to realize ever more precise measurements
Raises the question are there fundamental limits. Since
A measurement is a physical process one may expect the
Laws of physics to enforce such limits. This is indeed the
Case, and it turns out that explicitly quantum mechanical
Systems are required to reach these limits3.
The subwavelength precision o ff ered by optical phase φ
measurements in an interferometer (Fig. 2d) is the rea-
son that they have found applications across all fi elds of
Science and technology, from cosmology (gravity wave de-
Tection) to nanotechnology (phase-contrast microscopy).
Despite this great sensitivity, there is a limit: For a fi nite
Resource (energy, number of photons, etc.) the phase
Sensitivity is limited by statistical uncertainty. It has
Been shown that using semi-classical probes (eg. coher-
ent laser light) limits the sensitivity ∆ φ to the standard
quantum limit (SQL): ∆ φ ∼ 1/√N, where Nis the aver-
Age number of photons used43–45. The more fundamental
Heisenberg limit is attainable with the use of a quantum
probe (eg. an entangled state of photons): ∆ φ ∼ 1/N
|
(Refs. 3,45)—quantum metrology.
The Heisenberg limit and the SQL can be illustrated
with reference to an interferometer (Fig. 2d), where
We represent a single photon in mode aand no pho-
tons in mode bby the quantum state |10iab. After
the fi rst beam splitter this photon is in a quantum me-
Chanical superposition of being in both paths of the in-
terferometer: (|10icd +|01icd)/√2. After the φ phase
Shift in mode d, this superposition evolves to the state
(|10icd +ei φ |01icd)/√2. After recombining at the second
Beam splitter, the probability of detecting the single pho-
ton in mode eis Pe= (1 −sin φ)/2 (this is just classical
Interference at the single photon level). Determination of
Pecan therefore be used to estimate an unknown phase
shift φ. If we repeat this experiment Ntimes then the un-
certainty in this estimate is ∆ φ ∼ 1/√N—the SQL, aris-
Ing from a Poissonian statistical distribution (the same
Limit is obtained when a bright laser and intensity detec-
tors are used).
If, instead of using photons one at a time, we were able
4
to prepare the maximally entangled N-photon ‘NOON’
state (|N0icd +|0Nicd)/√2 inside the interferometer, this
state would evolve to (|N0icd +eiN φ |0Nicd)/√2 after the
φ phase shift. From this state we could estimate the
phase with an uncertainty ∆ φ ∼ 1/N—the Heisenberg
limit—an improvement of 1/√Nover the SQL. Beating
The SQL is known as phase super-sensitivity46,47.
Interference experiments using two-48, three-46, and
Four-photon states49,50 have been demonstrated, giving
rise to a detection probability p ∝ sin(N φ). Observation
of such a “ λ /N ” fringe, with a period Ntimes shorter
than a conventional interferometer with wavelength λ
Light, is called phase super-resolution46. However, it has
Been demonstrated that phase super-resolution can be
Observed using only semi-classical resources47. Therefore
observation of λ /N fringes does not guarantee quantum
Enhanced phase sensitivity and precise accounting of re-
Sources is required51.
|
|
Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!