Experimental Quantum Target Detection Approaching the Fundamental Helstrom Limit

物理 量子极限 极限(数学) 量子成像 量子传感器 光子 量子纠缠 量子 量子计量学 量子力学 经典极限 量子光学 量子退相干 海森堡极限 量子不和谐 量子网络 数学 数学分析
作者
Fan Xu,Xiaoming Zhang,Liang Xu,Tao Jiang,Man‐Hong Yung,Lijian Zhang
出处
期刊:Physical Review Letters [American Physical Society]
卷期号:127 (4) 被引量:8
标识
DOI:10.1103/physrevlett.127.040504
摘要

Quantum target detection is an emerging application that utilizes entanglement to enhance the sensing of the presence of an object. Although several experimental demonstrations for certain situations have been reported recently, the single-shot detection limit imposed by the Helstrom limit has not been reached because of the unknown optimum measurements. Here we report an experimental demonstration of quantum target detection, also known as quantum illumination, in the single-photon limit. In our experiment, one photon of the maximally entangled photon pair is employed as the probe signal and the corresponding optimum measurement is implemented at the receiver. We explore the detection problem in different regions of the parameter space and verify that the quantum advantage exists even in a forbidden region of the conventional illumination, where all classical schemes become useless. Our results indicate that quantum illumination breaks the classical limit for up to 40%, while approaching the quantum limit imposed by the Helstrom limit. These results not only demonstrate the advantage of quantum illumination, but also manifest its valuable potential of target detection.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
搜集达人应助巫衣絮采纳,获得10
刚刚
NexusExplorer应助林岚采纳,获得10
刚刚
Hou完成签到,获得积分10
1秒前
畔畔发布了新的文献求助500
1秒前
淡定金毛完成签到,获得积分10
1秒前
Orange应助cmys采纳,获得10
3秒前
耶耶耶完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
大气早晨发布了新的文献求助10
4秒前
大气早晨发布了新的文献求助10
4秒前
大气早晨发布了新的文献求助10
4秒前
大气早晨发布了新的文献求助10
4秒前
大气早晨发布了新的文献求助10
4秒前
大气早晨发布了新的文献求助10
4秒前
大气早晨发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
5秒前
ZOE应助seven采纳,获得50
6秒前
6秒前
GPTea应助微笑逊采纳,获得20
7秒前
Hexagram完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
9秒前
王若琪完成签到 ,获得积分10
10秒前
外向土豆发布了新的文献求助10
10秒前
砖头发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
Ava应助QLLW采纳,获得10
12秒前
喜悦的虔发布了新的文献求助20
12秒前
13秒前
在水一方完成签到,获得积分10
13秒前
林岚发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
Hou发布了新的文献求助10
15秒前
maox1aoxin应助番茄炒蛋采纳,获得20
15秒前
科研通AI6.2应助哎u采纳,获得10
16秒前
Lucas应助鞘皮采纳,获得10
17秒前
天天快乐应助失眠的访风采纳,获得10
18秒前
谷雨完成签到,获得积分10
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
Continuing Syntax 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
简明药物化学习题答案 500
Quasi-Interpolation 400
脑电大模型与情感脑机接口研究--郑伟龙 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6275325
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8095081
关于积分的说明 16922209
捐赠科研通 5345252
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2841913
邀请新用户注册赠送积分活动 1819147
关于科研通互助平台的介绍 1676400