Implementation of weak measurement amplification with the weak coherent light and optomechanical system
在光机系统中，后选弱测量的研究大多集中在用单光子作为被测系统。然而，我们发现，使用弱相干光而不是单个光子也可以放大镜的位置位移的一个光子。在WVA机制（弱值放大机制）中，一个光子的弱值可以位于本征值谱之外，与成功和失败的后选择之间的镜的位置位移的差成比例，并且其成功的后选择概率取决于相干光的平均光子数，并且通过相应地调整它来改善。在WVA区外，放大极限可以达到真空涨落的水平，并且当平均光子数和光机耦合参数选择适当时，其成功后选择概率变高，有利于在现有实验条件下观察到最大放大值。这一结果打破了难以在WVA机制之外检测的限制。这为光机系统中单光子非线性效应的研究开辟了新的途径。
2021-09-18 quant-ph
Weak value amplification and the lifetime of decaying particle
我们研究的可能性不同的测量寿命的衰变粒子的基础上的弱值放大的技术，其中一个额外的过滤过程称为后选择进行。我们的分析表明，在这里提出的一个直接测量方案，对于简单的二能级系统，寿命可能会延长三倍以上的原始相比，而它也可以通过适当的选择后选择任意缩短。这一结果与我们先前对实验室中可能观察到的B介子寿命可能延长的分析是一致的，并表明在传统的精密测量之外，弱值放大的新应用还有空间。
2021-08-18 quant-ph
Classicality and amplification in postselected weak measurement
大约30年前，Aharonov，Albert和Vaidman揭示了异常弱扩增（AWA）的可能性[1]。最近有两篇论文提出了两种AWA方案，它们超出了他们给出的传统方案[14，15]。乍一看，这两篇论文似乎很不一样。文献[14]讨论了热光的交叉克尔效应，发现只有后选择才能产生放大效应，而不受后选择的米态的干扰;文献[15]指出只有弱相互作用本身才能产生放大效应，而不受后选择的影响。在这里，两篇论文之间的关系指出，并通过后选择一对正交的最终状态AWA的一般框架。
2015-10-12 quant-ph
Estimation of an Optomechanical Parameter via Weak Value Amplification
在这篇文章中，我们提出了一个实验的建议，在噪声的存在下的光学机械参数的估计。该方法基于弱值放大技术，可以放大单光子对机械振子的辐射压效应。在我们的设置中，我们表明，弱值放大技术是最好的方法，依赖于一个强大的测量后选择的估计，因为第一种方法不需要一个很好的先验知识的参数，我们希望估计，而这两种策略达到相同水平的精度从费雪信息的角度来看。在存在强相关噪声的情况下，从Fisher信息的角度来看，弱值放大方法比不采用后选择并且受相同类型噪声影响的标准测量策略更可取。
2021-12-21 quant-ph
Weak measurement with a coherent state pointer and its implementation in optomechanical system
利用相干态指示器进行弱测量并结合正交后选择可以产生令人惊讶的放大效应，为了理解这种效应，我们给出了一种全新的弱测量的物理机制.在此基础上，我们提出了一种在正交后选择上实现弱测量放大的光机系统方案。
2015-09-02 quant-ph
Experimental amplification of an entangled photon: what if the detection loophole is ignored?
由于环境诱导的退相干，在大尺度上对量子特性（如纠缠）的实验验证极具挑战性。事实上，在存在损耗的情况下，用于证明多粒子系统量子性的测量技术很难定义，如果不够准确，它们会提供错误的结论。我们提出了一个贝尔测试，其中一个光子的纠缠对被放大，然后检测到的阈值探测器，其信号进行后选择。放大是由一个经典的机器，产生一个完全可分离的微观宏观状态。然而，通过采用这样的技术，可以令人惊讶地观察到CHSH不等式的违反。这是因为忽略由后选择和系统损失打开的检测漏洞可能会导致误解，例如在明显不存在的设置中声称微观-宏观纠缠。通过使用阈值探测器和后选择，人们只能推断出初始光子对的纠缠，因此是微-微纠缠，因为它进一步被违反了二分系统的不可分性准则所证实。如何利用现有的技术在存在损耗的情况下检测光子微宏纠缠仍然是一个悬而未决的问题。
2011-04-12 quant-ph
Transfer of Fisher Information in Quantum Postselection Metrology
针对后选择弱测量仅能利用后选择分布的局限，本文提出利用 Fisher 信息转移使输出光子达到量子尺度，并引入功率回收腔改善后选择分布。
2024-12-06 quant-ph
When amplification with weak values fails to suppress technical noise
后选择应用于弱量子测量会导致弱值现象。以测量强度的单位表示，量子相干测量设备的位移通常由所测量的可观察量的本征谱限定。后选择可以实现干涉效应，使平均位移远远超出此范围，在某些情况下带来实际好处。采用费舍尔信息度量，我们认为，放大位移提供没有根本的优势，由于成功的概率必然降低。我们的理解是一个较低的不确定性估计的未知参数与大量的试验的可能性。我们分析的情况下，检测器是像素化的有限分辨率，并在其中检测器是受随机位移：不完善的参数估计的基本限制降低。令人惊讶的是，对他们来说，弱值放大并不比不利用最终后选择测量所带来的放大效应的技术更稳健。
2014-01-21 quant-ph
Quantum measurements with preselection and postselection
研究了具有预选和后选的量子测量，在对系统与测量器件之间的耦合强度没有任何限制的情况下，导出了测量结果的精确表达式。对于一个量子比特系统，我们通过选择合适的初始态和最终态，得到了最大指针位移。当系统与测量器件之间的相互作用很弱时，获得了显著的放大效应，当相互作用较强时，获得了典型的理想量子测量结果。研究了弱测量对信噪比的改善和测量灵敏度的提高。在不考虑后选择导致的概率降低的情况下，弱测量可以显著提高信噪比和MS;而考虑后选择导致的概率降低时，信噪比和MS都不能得到有效提高。
2011-11-15 quant-ph
Ultra-small phase estimation via weak measurement technique with postselection
弱测量是一种新的参数估计技术，具有较高的精度。在本文中，我们发展了一个一般理论的参数估计的弱测量技术的基础上，任意后选择。先前的弱值放大模型和联合弱测量模型是我们理论中的两个特例。应用所发展的理论，从理论和实验两方面对时延估计进行了研究。实验结果表明，在超小时延情况下，联合弱测量方案的性能优于弱值放大方案，不仅对失调误差具有鲁棒性，而且对光学元件的波长依赖性也具有鲁棒性。这些结果与理论预测一致，以前没有任何实验验证。
2016-08-04 physics.optics quant-ph
Optimal Settings For Amplification And Estimation Of Small Effects In Postselected Ensembles
为了描述选择前和选择后的量子系综，使用了一个称为算子弱值的复量。弱值是非常有争议的，因为它不受相应算子的可能特征值的限制。然而，反常弱值的获取被认为是当今量子干涉测量中的一项强有力的技术。在这里，它示出了量子系统上的后选择恢复测量装置中的完全隐藏的干涉效应。研究干涉图案显示放大和参数估计的最佳设置。这也证明了弱价值不是现实的要素。使用单光子，它是研究如何后选择光子可以赋予$π$相移（放大的峰值）的光子与它在非线性光学介质中的弱相互作用。纠缠度的增加是后选择在参数估计中的有效性的背后。特别是，安排后选择纯纠缠态可以优化的信噪比，允许实现高灵敏度的测量使用低输入功率。
2023-03-17 quant-ph
Weak measurement amplification in optomechanics via a squeezed coherent state pointer
提出了一种利用单光子后选择放大光机腔中反射镜位移的方案，其中反射镜初始制备在压缩相干态。这种放大依赖于压缩相干态的涨落增强，是由依赖于压缩相干态的量子力学的非对易性引起的，而这一点不能用标准的弱测量来解释[1，25]。
2015-09-03 quant-ph
Entanglement-assisted weak value amplification
大的弱值已被用来放大线性响应信号的灵敏度，以检测小参数的变化，这也使得一个简单的方法，精确的参数估计。然而，产生一个大的弱值需要一个低的后选择概率的辅助自由度，这限制了该技术的实用性。我们提出了一种改进的方法，使用纠缠，以提高效率。我们表明，通过纠缠和后选择$n$辅助，后选择概率可以增加$n$的一个因素，同时保持弱值固定（相比$n$不相关的尝试与一个辅助），这是最佳的缩放与$n$，预计从量子精密测量。此外，我们还得到了一个令人惊讶的结果：在后选择态中，关于被检测参数的量子费舍尔信息几乎可以被完全保留，这使得灵敏估计近似地饱和了最优量子Cramér-Rao界.为了说明这个协议，我们提供了简单的量子线路，可以使用目前的实验实现的三个纠缠量子比特。
2014-01-23 quant-ph
Physical description of statistical hypothesis testing for a weak-value amplification experiment using a birefringent crystal
我们研究了Ritchie等人[N. W. M. Ritchie，J.G. Story和R. G. Hulet，Phys. Rev. Lett. 66，1107（1991）]的观点，对Susa和Tanaka [Y. Susa和S. Tanaka，Phys.Rev.A92，012112（2015）]。我们得出结论，弱值放大是一个更好的方法来确定是否在实验中使用的晶体是双折射比测量没有后选择，当两个偏振器的角度几乎正交。这一结果给出了一个物理描述和直观的假设检验，并支持弱值放大的实验有用性。
2015-08-21 quant-ph
Weak-Value Amplification of light deflection by a dark atomic ensemble
本文研究了在磁光操纵的原子系综中，由有效的薛定谔方程控制的光的相干传输，该原子系综具有四能级三脚架结构，用于电磁感应透明（EIT）.光束的小横向偏转，这是超敏感的EIT效应，可以大大放大通过弱测量与适当的预选和后选择的偏振态。其物理机制被解释为波包整形的效果，这导致在横向上的扩大的群速度。
2013-02-03 quant-ph
Scheme and Experimental Demonstration of Fully Atomic Weak Value Amplification
在本文中，我们探讨了利用纯原子自由度实现弱值放大（WVA）的可能性。我们的方案将单个囚禁$^{40}$ Ca $^+$离子的内部电子态和外部运动态分别标识为系统度和指针度，它们之间的可控弱耦合由双色光场提供。在我们的实验演示中，通过对内部状态进行适当的后选择，被捕获离子的4埃（在相空间中）的位置位移被放大到10纳米。还证明了放大效应对量子态相对相位的敏感性。该程序的高度操作灵活性允许充分探索WVA的特性。
2019-11-16 quant-ph
Weak measurement amplification based on thermal noise effect
对于后选弱测量的研究大多集中在以纯高斯态为指针，只能给出一个达到基态涨落水平的放大极限。当指针初始化为热态时，我们发现后选择后的放大极限可以达到热涨落水平，说明达到热涨落水平的放大效应也随着温度的升高而增强，同时也给出了不同于纯高斯态指针的放大机制.为了说明这些结果，我们提出了两种方案，实现光机械系统中的单光子引起的机械振荡器的位移的室温放大。这两种方案都能将机械振子的原始位移提高近7个数量级，达到$ 0.26$ nm的位移灵敏度。这种放大效应可以用来观察单个光子对室温机械振荡器的影响，这在传统的测量中是很难检测到的。
2019-10-14 quant-ph
Bounding Quantum Advantages in Postselected Metrology
本文推导了后选择计量学中量子优势的界限，建立了与弱值优化的联系，并提出了一种达到该界限的方案，证明正准概率分布也能实现异常大的精度提升。
2022-01-19 quant-ph
Weak Value Amplification in High Energy Physics: A Case Study for Precision Measurement of CP Violation in B Meson Decays
Aharonov等人于1988年提出的弱值放大技术已被应用于物理学的各个领域，用于精确测量，这是通过利用“后选择”的自由来积极地指定物理过程中的最终状态而实现的。本文首次报道了弱值放大技术在高能粒子物理中的可行性，特别是在测量B介子衰变的CP破坏参数中，由于后选择效应，衰变模的有效寿命有望在统计上得到延长。我们的分析表明，当在SuperKEKB对撞机Belle II实验中采用时，有效寿命可延长2.6倍，并且CP破坏参数的测量精度也将因其效果而提高。
2021-07-09 hep-ex hep-ph hep-th
Precision Enhancement in Spatial Measurement by Introducing Squeezed Light into Weak Value Amplification
本文提出将 TEM$_{10}$ 压缩真空光注入弱值放大与类分束探测系统，首次实验突破散粒噪声极限，以 2.6% 后选择概率实现 2 dB 信噪比提升和 1.3 倍精度增强。
2024-12-09 quant-ph
Near-Deterministic Weak-Value Metrology via Collective non-Linearity
弱值放大采用后选择来增强感兴趣的小参数的测量。放大是以降低成功概率为代价的，阻碍了该技术作为实用计量工具的实用性。继其他量子技术，显示量子优势，我们形式化的成功概率的量子优势，并提出了一个计划的基础上的非线性集体哈密顿，显示了一个超广泛的增长，同时显示了广泛的增长，在弱值的成功概率。我们提出了一个实验性的实现我们的计划。
2020-12-26 physics.optics quant-ph
Entanglement-assist cyclic weak-value-amplification metrology
本文将功率循环腔引入纠缠辅助弱测量系统，发现纠缠与循环在不同维度上提升探测效率和Fisher信息，并通过参数选择平衡走离误差、利用功率循环抑制读出噪声，从而深化了对弱测量计量优势的理解。
2024-06-06 physics.optics quant-ph
Technical advantages for weak value amplification: When less is more
分析了弱值放大技术的技术优势。我们考虑几种不同类型的技术噪声在光学背景下的模型，并表明，弱值放大技术（只使用一小部分的光子）相比，有利的标准技术（使用所有的）。使用Fisher信息度量，我们证明了弱值技术可以将所有关于检测到的参数的Fisher信息放入一小部分事件中，并展示了这一事实如何单独提供技术优势。我们继续考虑时间相关的噪声模型，并发现Fisher信息分析表明，虽然标准方法可以有更大的信息比postselected技术检测到的参数。然而，收集信息所需的估计器在技术上难以实现，这表明参数的低效（但实用）信噪比估计通常是优越的。我们还描述了其他技术优势独特的虚弱值放大技术，专注于光束偏转测量。在这种情况下，我们讨论组合噪声类型（如检测器的横向抖动，角光束抖动之前的干涉仪和湍流）的干涉弱值技术给出了更高的Fisher信息比传统的方法。我们继续计算最近提出的光子回收计划的光束偏转测量的Fisher信息，并显示它进一步提高了Fisher信息的逆后选择概率相对于标准的测量情况。
2013-09-19 physics.optics quant-ph
Weak-value-amplification analysis beyond the AAV limit of weak measurements
本文将弱值测量分析扩展到AAV极限之外，通过非微扰计算揭示了信噪比随测量强度变化的非单调行为及其与标准测量的优劣关系，并给出了含技术噪声时的解析结果。
2020-04-02 quant-ph
Measuring the spin of a spin-1/2 and getting a result of 7
University of Toronto（多伦多大学）
本文首次实现原始弱斯特恩-盖拉赫实验，通过后选择放大弱磁动量冲击，测量到异常弱值，验证了弱值理论。
2026-09-30 physics.atom-ph quant-ph
Weak values and weak coupling maximizing the output of weak measurements
在弱测量中，测量量子系统的可观测$\hat{A}$的探针的平均输出$\langle o\rangle$在很好的近似下是弱值$A_w=\mathrm{Tr} [E_f \hat{A} ρ_i]/\mathrm{Tr}[E_fρ_i]$（复数）的函数，该量子系统经历状态$ρ_i$的准备和状态$E_\mathrm{f}$的后选择。对于固定耦合的$λ$，当重叠$\mathrm{Tr}[E_fρ_i]$非常小时，$A_w$发散，但$\langle o\rangle$保持有限，由于对称性原因经常趋于零。本文回答了这样的问题：对于固定耦合，使输出最大化的弱值是什么？对于固定的弱值，使输出最大化的耦合是什么？我们推导出方程的最佳值的$A_w$和$λ$，并提供解决方案。结果是独立的系统的维数，它们适用于一个探头具有任意尺寸的希尔伯特空间。使用薛定谔-罗伯逊不确定性关系，我们证明，在一个重要的情况下，放大$\langle o\rangle$不能超过初始不确定性$σ_o$在可观察的$\hat{o}$，我们提供了一个上限更一般的情况下，和一个策略，以获得$\langle o\rangle\gg σ_o$。
2014-05-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
