提出了一种量子增强、无闲散传感协议,用于在有噪声和有损耗的情况下测量目标物体对探测器频率的响应。在该协议中,考虑了一个嵌入热浴中的具有频率相关反射率𝜼(𝝎)的目标。目的是估计参数𝝀 = 𝜼(𝝎 2) − 𝜼(𝝎 1),因为它包含不同问题的相关信息。为此,采用双频量子态作为资源,因为有必要捕获有关该参数的相关信息。对于双模压缩态(HQ)和一对相干态(HC),在假设的𝝀 ≈ 0 的邻域中计算相对于参数𝝀的量子费希尔信息H,𝝀的估计显示出量子增强。这种量子增强会随着被探测物体的平均反射率而增长,并且具有抗噪声性。推导出最佳可观测量的显式公式,并提出了基于基本量子光学变换的实验方案。此外,这项工作为雷达和医学成像(特别是在微波领域)的应用开辟了道路。
摘要 众所周知,量子态的 Wigner 函数可以取负值,因此它不能被视为真正的概率密度。在本文中,我们研究了在相空间中寻找扩展到负 Wigner 函数的熵类函数的难度,然后主张定义与任何 Wigner 函数相关的复值熵的优点。这个量,我们称之为复 Wigner 熵,是通过在复平面上对 Wigner 函数的 Shannon 微分熵的解析延拓来定义的。我们表明,复 Wigner 熵具有有趣的特性,特别是它的实部和虚部在高斯幺正(相空间中的位移、旋转和压缩)下都是不变的。当考虑高斯卷积下 Wigner 函数的演化时,它的实部在物理上是相关的,而它的虚部仅与 Wigner 函数的负体积成正比。最后,我们定义任何维格纳函数的复值费希尔信息,当状态经历高斯加性噪声时,它与复维格纳熵的时间导数相关联(通过扩展的德布鲁因恒等式)。总的来说,预计复平面将为分析相空间中准概率分布的熵特性提供一个适当的框架。
当得知我获得海伦·牛顿-特纳奖章时,我开始研究该奖项的历史,包括海伦·牛顿-特纳的职业生涯,以及往届获奖者的成就。往届获奖者的成就给我留下了深刻的印象,同时,看到自己的名字被列入获奖者名单,我感到十分谦卑和荣幸。我可能是第一个从未见过海伦·牛顿-特纳博士的获奖者,25 年前,我来到澳大利亚,那时她去世一年。关于海伦·牛顿-特纳的文章很多(见 Allen 1992;Moyal 1994),她在建筑专业毕业后,在悉尼大学校园内的 CSIR(现为 CSIRO)麦克马斯特实验室担任秘书。她的老板是著名的 CSIRO 负责人兼科学家 Ian Clunies Ross 爵士,他认识到她在数学和统计学方面的天赋,并鼓励她学习。 1938 年,他安排她在英国待一年,在伦敦大学学院与罗纳德·费希尔爵士和罗瑟姆斯特德的弗兰克·耶茨一起接受统计学在农业中的应用进一步培训。返回澳大利亚后,她在美国待了 10 周,参观了绵羊研究实验室。在她随后的职业生涯中,她在将数量遗传学引入澳大利亚绵羊育种方面发挥了重要作用。当阅读与她共事的前奖章获得者的评论时,明显发现她鼓舞人心且影响力巨大。她强烈的信息是“按数字育种”。阅读这些过去的演讲可以让人意识到科学家与“行业”合作得多么好,个体育种者在推动进步方面发挥了非常重要的作用。