Iterative maximum-likelihood reconstruction in quantum homodyne tomography
我提出了一个迭代的期望最大化算法重建一个量子光学系综从一组平衡的零差测量光学状态。该算法直接应用于采集的数据，绕过计算边缘分布的中间步骤。通过与传统的逆Radon变换技术的比较，表明了新方法的优越性。
2003-11-25 quant-ph
Homodyne tomography characterization and nonlocality of a dual-mode optical qubit
利用量子零差层析技术，研究了单光子在两个光学模上的离域特性。重建的四维密度矩阵在整个希尔伯特空间上延伸，从而首次揭示了作为电磁场状态的双轨光量子比特的完整信息。实验数据违反了贝尔不等式，尽管有一个类似于光子计数实验中的检测漏洞的漏洞。
2004-03-16 quant-ph
Sampling functions for multimode homodyne tomography with a single local oscillator
我们推导出各种采样函数的多模零差层析成像与一个单一的本地振荡器。这些功能使我们能够采样多模s-参数化quasidistributions，密度矩阵元素Fock基础上，和s-有序矩的任意阶直接从测量的正交统计。不可避免的实验损失可以通过适当修改采样函数来补偿。本文报道了对三模压缩态的蒙特卡罗模拟结果，论证了用10^7个采样数据重建三模Q函数和s序矩的可行性。
2000-06-05 quant-ph
Universal Transformation of Displacement Operators and its Application to Homodyne Tomography In Differing Relativistic Reference Frames
本文研究量子系统在相对论参考系变化下如何出现位移。本文介绍了一种通用的方法，其中一个参考系中的位移算子可以变换到另一个参考系中。研究发现，当在非惯性参考系之间运动时，系统的相位信息、模态结构和振幅都可能发生畸变。我们分析这些影响如何影响传统的零差检测技术。然后，我们开发了一个原则上零差检测方案，这是强大的这些影响，称为理想的零差检测方案。然后，我们数值比较传统的零差检测与这种方法的原则和说明制度时，传统的零差检测方案无法提取完整的量子信息。
2019-01-30 quant-ph
Self-homodyne tomography of a twin-beam state
提出了一种利用非简并光学参量放大器输出端的双光束进行双模层析成像的自零差检测方案。该方案旨在改善本振和信号模式之间的匹配，这是传统零差中对整体量子效率的主要限制。在蒙特卡罗模拟的基础上分析了测量的可行性，研究了非单位量子效率对探测双光束态的关联和总光子数振荡的影响。
1998-04-02 quant-ph
Optical homodyne tomography with polynomial series expansion
我们提出并证明了一种基于逆Radon变换的光学零差层析成像方法。与通常的滤波反投影算法不同，该方法采用适当的多项式级数展开Wigner函数和边缘分布，并离散化傅立叶空间。我们表明，这种技术解决了大多数技术困难，遇到的核反卷积为基础的方法和重建整体更好，更平滑的维格纳函数。我们还给出了这两种方法的重建误差的估计，并显示了噪声处理性能和统计误差的弹性的改善。
2011-11-11 quant-ph
Experimental quantum tomography of a homodyne detector
本文提出并演示了一种在量子层面完全表征homodyne探测器的层析方法，通过相干态探测和最小二乘算法重构算符测度，并验证其有效性以估计探测器的总体量子效率。
2016-08-10 quant-ph
Quantum homodyne tomography of a two-photon Fock state
本文对自由传播光的双光子Fock态进行了连续变量实验分析。这种状态是从一个脉冲非简并参量放大器，它产生两个强度相关的孪生光束。在一个光束中计数两个光子，将另一个光束投射到所需的双光子Fock态，通过使用脉冲零差检测来分析。被测态的维格纳函数明显为负。我们开发了一个详细的分析模型，可以快速有效地分析实验结果。
2006-07-17 quant-ph
Bayesian homodyne and heterodyne tomography
连续变量（CV）光子态在量子信息科学中受到越来越多的关注，其特征诸如确定性资源状态生成和经由玻色子码的纠错。数据高效的表征方法将证明在这种CV量子技术的微调和成熟中至关重要。虽然贝叶斯推断提供了吸引人的属性-包括不确定性量化和最优均方误差-贝叶斯方法尚未被证明为任意CV状态的断层扫描。在这里，我们介绍了一个完整的贝叶斯量子态断层扫描工作流程，能够推断通用CV状态测量零差或外差检测，没有高斯假设。作为例子，我们展示了我们的方法，实验相干，热，猫状态数据，我们的贝叶斯估计和理论预测之间取得了很好的协议。我们的方法奠定了贝叶斯估计的高度复杂的CV量子态在新兴的量子光子平台，如量子通信网络和传感器的基础。
2022-11-18 quant-ph
Maximum-likelihood algorithm for quantum tomography
在经典图像处理的背景下讨论了光学零差层析成像。这两个领域之间的类比被跟踪，并用于制定一个迭代的数值算法重建的维格纳函数从零差统计。
1999-04-15 quant-ph
Homodyne tomography and the reconstruction of quantum states of light
本文聚焦电磁场，研究基于homodyne detection获取层析可观测量，通过平均测量结果或最大化似然函数来实现量子态重建与未知仪器表征的量子层析方法。
2005-07-08 quant-ph
Homodyne measurement with a Schrödinger cat state as a local oscillator
零差测量是一种广泛使用的量子测量。利用大振幅相干态作为本振子，可以证明量子零差测量仅限于场正交测量。在这项工作中，我们给出了一个例子的一般思想：注入非经典态作为本振子可以导致非经典测量。具体来说，我们考虑注入相干态的叠加，薛定谔猫态，作为本振子。在这种情况下，我们得到了Kraus算子和正算子值测度（POVM）。
2022-11-09 quant-ph
Optomechanical Cooling of a Macroscopic Oscillator by Homodyne Feedback
我们提出了一个简单的光机模型，其中机械振荡器正交可以“冷却”远低于其平衡温度，通过施加适当的反馈，以驱动正交的辐射场的零差电流用于探测其位置的装置。
1998-02-12 quant-ph
Comparing Homodyne and Heterodyne Tomography of Quantum States of Light
Elmore Family School of Electrical and Computer Engineering and Purdue Quantum Science and Engineering Institute, Purdue University（普渡大学埃尔莫电气与计算机工程学院及普渡量子科学与工程研究所）；Wyant College of Optical Sciences, The University of Arizona（亚利桑那大学怀雅特光学科学学院）；Department of Electrical and Computer Engineering, The University of Arizona（亚利桑那大学电气与计算机工程系）；Program in Applied Mathematics, The University of Arizona（亚利桑那大学应用数学项目）；Quantum Information Science Section, Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室量子信息科学部）
该研究通过理论和数值分析，发现同向全息成像在重建非高斯光子态时比异向测量更有效，为连续变量量子系统优化测量策略提供了新见解。
2025-12-18 physics.optics quant-ph
Experimental Quantum State Tomography of Optical Fields and Ultrafast Statistical Sampling
本文综述了光场量子态测量的实验工作和相关的理论背景。本文介绍了光学零差层析成像的基本技术，着重讨论了平衡零差探测在这一过程中所起的作用。我们讨论了一些原始的单模压缩态测量以及最近的发展，包括：其他场态，多模测量，阵列检测，和其他新的零差方案。我们还讨论了状态测量技术的应用领域的科学和技术的重要性-时间分辨光子统计的超快采样。
2017-07-12 quant-ph
Full statistics of ideal homodyne detection using real (noisy) local oscillator
我们表明，在一个平衡的零差检测设置涉及一个本地振荡器在一个理想的相干态的两个探测器的输出的完整的统计数据是实验上可访问的，尽管在实际的激光源中存在过量的噪声。这种可能性说明使用相位随机相干态信号，从中可以准确地获得Fock状态的统计。最近预测的[Kühn and Vogel，Phys. Rev. A，\textbf{98}，013832（2018）] Fock态的双探测器相关概率的实验验证针对态$\vert 1 \rangle$和$\vert 2 \rangle$。
2018-11-28 quant-ph
Pulsed homodyne Gaussian quantum tomography with low detection efficiency
脉冲零差量子层析成像通常要求高的探测效率，限制了其在量子光学中的应用。这里，示出了低检测效率（$<50\%$）的存在不妨碍光的量子态（具体地，高斯型）的断层摄影重建。这一结果是通过将所谓的“极小极大”自适应重构的维格纳函数脉冲零差检测。特别地，我们通过数值计算和实际实验证明，可以实现对不同高斯量子态的有效区分。我们的发现为更广泛地使用量子层析成像方法铺平了道路，即使在无法达到高检测效率的物理情况下。
2014-02-19 physics.optics quant-ph
Non-Gaussian entanglement criteria for atomic homodyne detection
本文针对玻色系统零差测量中强相干本地振荡器难以获取的挑战，发展了超越高斯区域的纠缠判据，无需假设本地振荡器状态即可有效检测非高斯量子纠缠。
2024-01-02 quant-ph
Precision Bounds on Continuous-Variable State Tomography using Classical Shadows
该研究将连续变量量子态层析协议纳入经典阴影框架，推导了不同检测协议的测量次数严格界，通过模拟和实验验证并推广至多模场景。
2023-12-15 quant-ph
Optimal local oscillators for the homodyne detection of multiphoton states
École polytechnique de Montréal（蒙特利尔理工学院）
本文提出利用JSA张量结构优化零差探测的本地振荡器，通过HOSVD求解最优LO并界定可见度，为多光子态探测提供实用设计方法。
2026-09-24 quant-ph
Homodyne detection for atmosphere channels
本文对信号和本振同时通过湍流大气时的零差探测进行了系统的理论描述。不完善的知识的本地振荡器振幅有效地包括在一个嘈杂的密度算子，导致后处理噪声。另外，我们提出了一种技术与监测大气的透射系数，这是免费的后处理噪声。
2012-06-02 quant-ph
Operational formulation of homodyne detection
我们得到的标准正交相位正算子值测量（POVM）的零差检测直接和严格的光子计数的POVM没有直接采用平均场近似的本地振荡器。此外，我们获得的正交相位POVM适用于相对较弱的本地振荡器场强度和典型的信号状态的校正项。
2004-07-08 quant-ph
Continuous-variable optical quantum state tomography
本文综述了光场和光子的连续变量量子态层析成像的最新进展，特别强调了它在量子信息技术中的实际应用。光学零差层析成像是一种在给定的光学模式下重建光的状态的方法。一系列相关的实际课题进行了讨论，如状态重建算法（重点是最大似然技术），时域零差检测技术，模式匹配问题，和工程的复杂量子态的光。本文还调查的横向空间状态（空间模式）的字段中的特殊情况下，正好包含一个光子的量子态层析成像。
2008-03-03 quant-ph
Continuous-variable quantum process tomography with squeezed-state probes
我们提出了一个连续变量量子操作的层析表征过程，该过程采用零差检测和单模压缩探测态，具有固定的压缩度和反压缩度以及可变的压缩椭圆位移和方向。福克基量子过程矩阵的密度矩阵元素可以通过对零差数据上表现良好的模式函数求平均来估计。我们表明，这种方法可以直接扩展到表征量子测量设备。探针状态可以是混合的，这使得所提出的过程对于当前技术是可行的。
2015-08-07 quant-ph
Observation of -9 dB quadrature squeezing with improvement of phase stability in homodyne measurement
我们观察到-9.01 $\pm$ 0.14 dB的压缩和+15.12 $\pm$ 0.14 dB的反压缩与本地振荡器锁相零差测量。文献[1]指出了影响压缩能级的两个主要因素：零差测量中的相位起伏和用于压缩的光参量振荡器的腔内损耗。改进了零差测量的相稳定性，降低了腔内损耗。我们测量了压缩和反压缩能级与泵浦功率的关系，这与考虑相位涨落的理论计算结果吻合得很好。
2007-02-14 quant-ph
Added noise in homodyne measurement of field-observables
零差层析成像提供了一种测量通用场算子的方法。在这里，我们分析了最相关的量的确定：强度，场，振幅和相位。我们表明，层析测量的影响，由额外的噪声相比，每个可观察到的直接检测本身。对相干态的情况进行了详细的分析，并对以前的层析精度估计进行了批判性的讨论。
1997-04-17 quant-ph
Tomography of a displacement photon counter for discrimination of single-rail optical qubits
研究了光相干通信中的一种有效工具--Kennedy接收机对光子量子比特单轨编码中$\hatσ_x$本征态对应的真空态和单光子态的量子态鉴别性能.我们的实验特征肯尼迪接收器在真空单光子二维空间使用量子探测器层析成像和评估可实现的歧视误差概率从重建的测量算子。此外，我们推导出高斯变换和零差检测可获得的最小错误率。我们的原理证明实验表明，肯尼迪接收机可以实现超过零差检测的鉴别误差。
2018-04-18 quant-ph
Versatile Wideband Balanced Detector for Quantum Optical Homodyne Tomography
我们提出了一个全面的理论和一个易于遵循的方法设计和建造的宽带零差检测器的时域量子测量。我们展示了如何可以评估一个检测器的性能，在一个特定的时域实验的基础上，该检测器的电子光谱特性。然后，我们提出并表征了一个高性能的检测器构造使用廉价的，市售的组件，如低噪声高速运算放大器和高带宽的光电二极管。我们的检测器表现出线性行为的散粒噪声和电子噪声之间的间隙超过13 dB的水平，从DC到100 MHz的范围。该探测器可用于测量连续波和脉冲体制下的量子光场求积，脉冲重复率高达约250 MHz。
2011-11-17 physics.ins-det quant-ph
Experimental quantum homodyne tomography via machine learning
Russian Quantum Center（俄罗斯量子中心）；Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；University of Oxford（牛津大学）
对量子设备中发生的状态和过程进行完整的表征，对于理解和测试它们超越经典通信和计算技术的潜力至关重要。然而，用目前最先进的技术解决这个任务对于大型复杂的量子系统来说变得很难。在这里，我们实现和实验证明了一种方法，完全表征的量子谐振子的人工神经网络的基础上被称为限制玻尔兹曼机。我们应用该方法的光学零差层析成像，并显示它允许充分估计的量子态的基础上，一个较小的实验数据相比，国家的最先进的方法。我们将这一优势与减少过拟合联系起来。虽然我们的实验是在光学领域，但我们的方法提供了一种在广泛的大规模物理系统中探索量子资源的方法，例如超导电路，原子和分子系综以及光机械系统。
2020-05-06 cs.LG quant-ph
Conditional Spectroscopy via Non-Stationary Optical Homodyne Quantum State Tomography
连续变量量子态层析术是量子光学中研究光场性质的最有力的技术之一。然而，需要一个固定的相位参考，到目前为止，阻止了广泛使用的其他领域，如半导体光谱。在这里，我们介绍了非稳态量子态层析成像，它适应了超快光谱的特殊要求的技术。详细地说，我们获得了访问的振幅和相位的光场的时间分辨率约为100\，fs，而不需要一个固定的相位参考。此外，我们展示了我们的技术如何使我们能够进行有条件的随机动力学的研究，是无法通过传统的手段实验，并通过监测的随机动力学的热光场的亚ps尺度上的实验证明的能力。最后，我们讨论了更多的标准的Hanbury Brown-Twiss光子相关实验，这可能被认为是我们的技术的离散变量模拟的差异和相似之处。
2020-02-04 physics.optics quant-ph
Minimax and adaptive estimation of the Wigner function in quantum homodyne tomography with noisy data
在量子光学中，光束的量子态是通过维格纳函数来表示的，维格纳函数是$\mathbb R^2$上的密度，它可以取负值，但必须遵守量子物理学施加的固有正性约束。在带效率参数$1/2 < η\leq 1$的噪声量子零差层析成像的框架下，我们研究了Wigner函数的核估计的理论性能。我们证明了它是极大极小有效的，对数因子的样本量，$\mathbb L_\infty$ -风险一类无穷可微。我们还计算了$\mathbb L_2$ -风险的下界。本文构造了不依赖于光滑参数的自适应估计量，并证明了它对于相应的光滑类函数具有极大极小速率。我们的自适应程序的有限样本行为进行了探讨，通过数值实验。
2015-06-23 math.ST quant-ph stat.TH
Entanglement quantification from incomplete measurements: Applications using photon-number-resolving weak homodyne detectors
许多重要的量子信息处理协议（如纠缠蒸馏）的成功证书是基于协议前后量子态的纠缠含量的差异。在这种情况下，有效的界限需要放置在纠缠的非本地状态从本地测量获得的统计一致。在这项工作中，我们数值研究了一种新型的零差检测器，它结合了相位灵敏度和光子数分辨率设置准确的界限上的纠缠内容的双模正交压缩态，而不需要全态层析成像的能力。我们表明，它是可能的设置严格的下限上的一个家庭的双模消磁态的纠缠只使用几个测量。这提出了一个显着的改进，连续变量纠缠蒸馏，传统上依赖于全量子态断层扫描的实验演示的资源需求。
2009-11-12 quant-ph
Homodyne tomography of a single photon retrieved on demand from a cavity-enhanced cold atom memory
我们的实验表明，在原子存储器中制备的非经典态可以有效地转移到一个自由传播光的单模。通过按需从冷原子气体中获取单个激发，我们实现了在纯的、完全受控的量子态中制备的单光子的有效源。我们使用两种检测方法，一种是基于光子计数分析，第二种是使用零差层析成像来重建状态的密度矩阵和维格纳函数。后一种技术使我们能够完全确定模式的检索光子在其精细的相位和振幅的细节，并证明其非经典场统计通过观察一个负的维格纳函数。我们测量的光子检索效率高达82%和原子存储器的相干时间为900纳秒。这种设置非常适合于研究原子激发之间的相互作用，并使用它们来创建和操纵具有高度实验控制的更复杂的光量子态。
2014-02-24 physics.atom-ph quant-ph
Homodyne Detection of Temporally Resolved Quantum States
University of Victoria（维多利亚大学）；Carleton University（卡尔顿大学）
本文提出了一种基于同向检测的时间分辨量子态测量方法，并通过算法模拟和开源代码实现了该方法的完整应用。
2026-02-15 quant-ph
Quantum tomography as a tool for the characterization of optical devices
我们描述了一种新的工具，用于光学器件的量子表征。实验设置涉及一个稳定的参考状态，经历了一个未知的量子变换，然后通过平衡零差检测揭示。通过对零差数据的层析分析，我们能够表征信号并估计相互作用的参数，例如光学元件的损耗或放大器的增益。我们目前的相干信号的实验结果，应用于简单的光学元件引入的损失估计，并显示这些结果可以扩展到更一般的光学器件的表征。
2001-10-18 quant-ph
Efficient OPA tomography of non-Gaussian states of light
本文提出在标准光学参量放大层析方案中加入可控位移，使其适用于非对称和非高斯态，在提高估计精度的同时降低放大要求，并通过探测亚普朗克相空间结构验证了方法的有效性。
2023-10-28 quant-ph
Surmounting intrinsic quantum-measurement uncertainties in Gaussian-state tomography with quadrature squeezing
我们发现，正交压缩可以导致显着更好的量子估计性能与量子外差检测（H。P. Yuen和J.H. Shapiro）与高斯态的量子零差探测相比，这触及了对这两种方案的基础理解的一个重要方面。以单模高斯态为例，我们分析表明，在零差检测的断层图像处理过程中产生的误差和Arthurs-Kelly的不确定性所产生的同时不兼容的正交测量外差检测之间的竞争往往会导致后者给出更准确的估计。这一观察结果也部分地表明了两个计划各自数据不确定性之间的基本关系。在这个意义上，正交压缩可以用来克服外差探测中固有的量子测量不确定性。
2015-10-15 quant-ph
Statistical analysis of sampling methods in quantum tomography
在量子物理学中，所有测量的可观测量都受到统计不确定性的影响，这些不确定性来自量子性质以及实验技术。我们考虑所谓的抽样方法的统计不确定性，其中一个估计的期望值，一个给定的观察经验手段合适的模式功能。我们证明了，如果可观测量可以写为一个单一的直接可测量的运营商的函数，从抽样方法的估计方差等于量子力学的。在这个意义上，我们说这个估计是在量子力学水平上的不确定性。相反，如果可观测量依赖于非对易算子，例如不同的求积，则不确定性的量子力学水平无法实现。量子层析成像的结果的影响进行了讨论，并比较了不同的方法来量子层析成像测量。它明确示出的准概率的量子态的估计，平衡零差层析成像不操作的量子力学水平的不确定性，而不平衡零差检测。
2012-06-07 quant-ph
On detecting violation of local realism with photon-number resolving weak-field homodyne measurements
局部隐变量（LHV）模型的不存在的现象基准其在设备无关的量子协议中的使用。如今，光子数分辨弱场零差测量允许实现象征性的gedanken实验。唉，声称我们没有LHV模型来进行这样的实验：（a）单光子激发一对空间模，（b）弱压缩真空态中的两个空间模，涉及恒定的本振子强度，这是没有根据的。对于（a）一个精确的LHV模型解决了其原始表述中关于“单光子非定域性”的争议。只有在本地振荡器开启或关闭的情况下进行的测量才没有LHV模型。
2021-04-21 quant-ph
Quantum tomography, phase space observables, and generalized Markov kernels
我们构造了一个广义马尔可夫核，它将零差层析成像的观测量转换为具有正则核状态的协变相空间观测量。说明性的例子中给出的情况下，一个“薛定谔猫”内核状态和Cahill-Glauber s-参数化分布。此外，我们考虑一个例子的内核状态时，广义马尔可夫核不能构造。
2009-06-11 quant-ph
Full quantum state reconstruction of symmetric two-mode squeezed thermal states via spectral homodyne detection
我们提出并证明了一个从光学参量振荡器中重建对称双模压缩热态的方案。该方法是基于一个单一的零差检测器和主动稳定的腔。该测量方案已成功地测试了不同的双模压缩热态，从非关联相干态到纠缠态。
2015-11-02 quant-ph
An ultra-sensitive pulsed balanced homodyne detector: Application to time-domain quantum measurements
为了精确测量脉冲光量子态的电场求积，研制了一种脉冲平衡零差探测器。高水平的共模抑制（> 85 dB）和低电子噪声（每个脉冲730个电子）为测量单个脉冲的量子噪声提供了14 dB的信噪比。测量重复率可达1 MHz。作为测试，对相干态进行了量子层析成像，并以99.5%的保真度重建了Wigner函数和密度矩阵。该检测系统还可以用于cw模式下的超灵敏平衡检测，例如用于弱吸收测量。
2001-04-18 quant-ph
Tomographic reconstruction of the single-photon Fock state by high-frequency homodyne detection
利用自发参量下转换过程中发射的双光子态，通过条件制备的方法，得到了单光子Fock态。最近开发的高频零差层析成像技术已被用来完全表征福克状态的脉冲到脉冲的检测器的差异光电流的分析装置。对产生态的密度矩阵元素进行了反演，最终探测效率约为57%。的相位平均层析重建的维格纳函数之间进行了比较，从测得的密度矩阵元素和直接阿贝尔变换的零差数据。我们的系统能够在脉冲激光器的全重复频率（82 MHz）下工作，这大大简化了检测方案，允许产生和分析更多的“奇异”量子态。
2004-06-14 quant-ph
Minimax and adaptive estimation of the Wigner function in quantum homodyne tomography with noisy data
我们估计的量子态的光束量子零差测量的结果进行了同样准备的量子系统。状态通过维格纳函数表示，这是$\mathbb{R}^2$上的广义概率密度，可以取负值，必须遵守量子物理学施加的固有正性约束。由于检测效率低下而导致的损失的影响（这在实际实验中总是存在的）是独立高斯噪声的层析成像数据的附加。我们构造了Wigner函数的核估计，证明了它对于一类无穷可微函数上的点态风险是Minimax有效的，并将其实现为数值结果.我们构造自适应估计，也就是说，它不依赖于平滑参数，并证明在某些设置中，他们达到相应的平滑类的极大极小率。
2007-08-14 math.PR math.ST quant-ph
Instant single-photon Fock state tomography
通过对周期性极化KTP晶体中产生的偏振非简并双光子进行条件测量，以~100 kHz的速率制备了预示的单光子。单光子Fock态的特征在于使用高频脉冲光学零差层析成像的保真度为（57.6 ± 0.1）%。状态准备和检测速率允许我们基于正交测量统计的实时分析来执行设备的即时对准。
2009-06-02 quant-ph
Fisher information for far-field linear optical superresolution via homodyne or heterodyne detection in a higher-order local oscillator mode
如果两个点光源之间的距离低于成像设备的衍射（瑞利）分辨率极限，则难以估计该距离。最近提出的一种技术通过利用光到高阶$\rm{TEM}$模式，特别是图像的$\rm{TEM}_{01}$模式的源分离相关耦合来提高这种估计的精度。我们从理论上分析了估计的源分离的零差或外差检测与本地振荡器在$\rm{TEM}_{01}$模式，这是最敏感的分离在子瑞利制度。我们计算与此估计相关的每光子Fisher信息，并将其与直接成像进行比较。对于热源，每光子Fisher信息取决于图像的每个热模式的平均光子数;当平均光子数超过零差检测的2和外差检测的4时，它超过了直接成像的Fisher信息（在有趣的子瑞利机制中）。
2017-12-21 physics.optics quant-ph
Endoscopic Tomography and Quantum-Non-Demolition
我们提出了一种测量腔中辐射场单模--信号场--的量子态的方法，即通过量子非破坏哈密顿量将其耦合到高度压缩态的米波场。我们表明，量子态层析成像的米场使用平衡零差检测提供了完整的信息的信号状态。我们讨论了仪表的测量对信号场的影响。
1998-12-17 quant-ph
Full characterization of Gaussian bipartite entangled states by a single homodyne detector
我们给出了用Ⅱ型光参量振荡器（OPO）在阈值以下产生的高斯纠缠态的全实验再现。我们的计划提供了整个协方差矩阵，使用一个单一的零差检测器，并允许完整的特性的二分高斯状态，包括纯度，纠缠和非经典光子相关性的评估，没有先验假设的状态下调查。我们的研究结果表明，单零差方案是方便和强大的设置OPO信号的充分表征，并代表了基于连续变量纠缠的量子技术的工具。
2009-01-16 quant-ph
Tomography of an optomechanical oscillator via parametrically amplified position measurement
提出了一种对光机系统中非经典态进行量子态层析成像的方案。使用参数驱动，该过程克服了弱光机耦合，检测效率差，热噪声的挑战，使高效率的零差测量。我们的分析是基于广义测量的分析描述时，进行光机械位置测量与热噪声和参数驱动器的竞争。建议的实验过程中的数值模拟在现实的参数制度，这使我们能够表明，否则无法验证的非经典状态的层析重建是可能的。
2020-06-23 quant-ph
Generation and tomography of arbitrary qubit states in a transient collective atomic excitation
我们演示了在热原子蒸气中由瞬态集体自旋激发产生的Fock基量子比特$(a|0\rangle + b|1\rangle)$。集体自旋激发是由拉曼散射光子在一个四波混频过程播种的弱相干光激发预示。种子场的振幅和相位允许对量子位系数进行任意控制。光学读出的合奏的状态，然后使用平衡零差层析成像的特点。这项工作代表了集体原子自旋态量子工程的一步。
2014-03-14 quant-ph
Tomographic measurement of nonclassical radiation states
我们提出用零差层析术来实验检验量子态的非经典性。对于单模状态，我们检查违反涉及光子数概率的不等式。对于双模态，我们通过重建一些合适的数算符函数来测试非经典性。通过测量相应噪声态的相关量，可以利用零差检测的可用量子效率进行测试。
1999-01-08 quant-ph
Effect of imperfect homodyne visibility on multi-spatial-mode two-mode squeezing measurements
研究了零差探测器的可见度对空间多模双模压缩光源正交压缩测量的影响。像光学参量振荡器（OPO）这样的源通常在单个空间模式中产生压缩，因为非线性介质在模式选择光学腔内。对于这样的源，零差检测器中的不完美干涉可见度耦合在附加的真空噪声中，这可以通过引入等效损耗项来解释。在自由空间多空间模式系统中，不完美的零差探测器可见性可以耦合在不相关的压缩模式中，因此可以导致测量的压缩的更快退化。我们实验表明，测量的压缩水平的依赖于零差探测器的可见性，用于探测双模压缩态产生的自由空间四波混频过程中的85 Rb蒸汽，也表明，一个简单的理论模型与实验数据吻合密切。
2020-01-16 quant-ph
On-chip quantum tomography of mechanical nano-scale oscillators with guided Rydberg atoms
纳米机械振荡器以及微加工芯片表面上的里德伯原子波导有望成为未来量子技术的支柱。在一个混合平台与两者，我们表明，在波导中的里德伯原子的光束可以量子相干询问和操纵纳米机械元件，允许充分的量子态断层扫描。断层扫描的核心是使用里德伯原子作为探针的量子非破坏测量。通过在原子与振荡器相互作用时用外场驱动原子，也可以实现振荡器的量子相干位移。我们数值证明了这种完全集成的片上控制和读出套件的量子纳米力学的可行性，考虑到噪声和误差源。
2017-03-31 quant-ph
The eight-port homodyne detector: the effect of imperfections on quantum random number generation and on detection of quadratures
八端口零差检测器是一种光学电路，设计用于执行光场（信号）的两个正交的监测。利用量子玻色场和量子随机微积分，我们给出了该器件在连续时间内作为正交探测器时的完整量子描述。我们可以处理光路中的行波，也可以处理检测部分中涉及的可观测量：两对光电二极管，输出电流的后处理。分析包括缺陷，如不完全平衡的分束器，检测器的效率，电子噪声，相位和强度的激光器作为本地振荡器的噪声，这最后的噪声建模使用场相干态的混合物作为统计算子的激光器组件。由于监测是连续时间的，输出是一个随机过程，并得到其全概率分布。当输出过程在离散时间采样时，量子描述可以简化为离散模式算子，但代价是具有随机算子，其还包含本振的噪声。因此，本地振荡器噪声相对于诸如电子部件中的噪声的加性噪声对检测结果具有非常不同的影响。作为应用，考虑了基于本机振荡器散粒噪声散粒噪声的安全随机数产生问题。可以生成的随机比特的速率由最小熵量化;经典和量子边信息的可能性由合适的条件最小熵考虑。最终的比率取决于设备的哪些部分被认为是安全的，以及哪些部分被认为暴露于入侵者的干预。在一些实验现实的情况下，计算熵损失。
2022-08-04 quant-ph
