Ventaja cuántica en la estimación de transmisiones utilizando una fuente de fotones individuales con multiplexado temporal

AGUSTINA GABRIELA MAGNONI; KNOLL, L.T.; MIGUEL ANTONIO LAROTONDA

Buenos Aires

Conferencia; 105º Reunión de la Asociación Física Argentina; 2020

Asociación Física Argentina

Uno de losobjetivos de la metrología cuántica es reducir el error en laestimación de parámetros más allá del límite ideal alcanzable enel mundo clásico. En particular, la estimación detransmisiones/absorciones (quantum imaging)es uno de los campos más estudiados, debido al amplio uso que tienehoy en día. En este tipo de mediciones, el error en la transmisiónde una determinada muestra depende fuertemente de la variaciónintrínsecade la intensidad del haz deluz que incide sobreella. Es aquí donde los estados cuánticos de número de fotones(estados de Fock)aseguran un aumento en la precisiónque puede obtenerse con respectoa la mejor alternativaclásica, correspondientea los estados coherentes(límite que se denomina sub-shot-noise).Eneste trabajo, proponemos eluso y estudiamos el desempeñode una fuente de fotones únicos en particular [1], basada en lageneración de pares de fotones por conversión paramétricadescendente (PDC) y una etapade multiplexado temporal (denominada BinMux-SP) en una medicióndirecta de transmisión. Debido a la naturaleza de la emisión, seconsideraron dos escenarios posibles de detección: con resoluciónen el número de fotones y detecciones del tipo umbral. Factoresde mejora con respecto allímite clásico de alrededorde entre 1.4 y 2 pueden encontrarse para valores amplios detransmisiones (encontrándose los mejores desempeños cerca de 1),que son valores similares o incluso superiores al estado del arteactual. Las características más importantes de esta propuesta son,primero, que no precisa de detectores con resolución de número defotones (que actualmente son poco accesibles), y además queposibilitala estimación de las transmisiones en un régimen de luz muy bajo loque permiteque la interacción conla muestra (que puede ser biológica) y el posible daño sobreella sean mínimos. [1] Magnoni, A.G.,López Grande, I.H., Knoll, L.T., Larotonda, M.A. Performance of a temporallymultiplexed single-photon source with imperfect device. QuantumInf Process 18,311 (2019).https://doi.org/10.1007/s11128-019-2417-0