尤林武 夏立新 伍方舟 刘双全

(河南科技大学 物理与工程学院 物理系，河南 洛阳 471003)

以纠缠双光子多次穿过提高测量精度

尤林武 夏立新 伍方舟 刘双全

(河南科技大学 物理与工程学院 物理系，河南 洛阳 471003)

文章研究了基于多次穿过相移器的双光束干涉仪，使用纠缠双光子进行相位测量。结果表明，能大幅度地提高测量精度，可打破标准量子极限。

纠缠光子；相位测量；光学干涉仪；标准量子极限

0 引言

到目前为止，有很多实验表明，测量精度可打破标准量子极限。但是，由于固有损耗的存在，其测量精度达到海森堡极限时，会随光子数的增加而变得更差[3,4]。如何提高物理量的测量精度已经成为物理学家的重要研究课题。

本文安排如下：在第1节中，介绍了Nagata干涉仪，使用纠缠双光子测量相位，对两种干涉仪的方案给出了统一的描述。在第2节中, 对两个方案的结果详细地进行了比较。最后，结论给出在第3节中。

1 两方案的统一描述

在Mach-Zehnder干涉仪的基础上，日本Nagata研究小组设计了一种干涉仪[1]，如图1所示，称其为Nagata干涉仪，简称为单次干涉仪。

图1 Nagata干涉仪示意图

Nagata干涉仪由一个束分器BS和三个单面平面镜1、2、3组成，它是单次 )(q=1穿过相移器PS的干涉仪。具体光路如下：

光由a，b第一次进入半透半反( 50:50 )的束分器BS，经过相移器BS作用后，一部分光向上传播，称其为模d，向上到达平面镜1，向右穿过PS(只单次穿过)到平面镜2，向下到平面镜3，向左到BS。

另一部分光称为模c向右到达平面镜3，向上到平面镜2，向左不穿过PS而到平面镜1，向下到BS。……