우리는 양자 프로브와 단일광자 검출기를 사용하여, 조사 대상 시료(analyte)의 흡수 매개변수에서의 극미소 결함을 측정하는 양자 향상 차등 측정(differential measurement) 기법을 연구한다. 이를 위해 프로브로서 두 가지 대표적인 비고전적 빛의 상태, 즉 쌍둥이 포크(twin-Fock) 상태와 두 모드 스퀴즈 진공(two-mode squeezed vacuum) 상태를 고려한다. 결함을 검출하는 능력을 정량화하는 신호대잡음비(SNR)를, 결맞은(coherent) 상태 입력을 사용하는 대응하는 고전적 영상(imaging) 기법과 비교한다. 광자 손실과 배경 잡음과 같은 실제에서 흔히 나타나는 전형적인 시스템 불완전성을 기준으로 정량적 비교를 수행한다. SNR에서의 양자적 향상은 일반적으로 만델 Q-파라미터(Mandel Q-parameter)와 노이즈-저감-인자(noise-reduction-factor)로 기술될 수 있으며, 이는 시료에 입사하는 입력 상태를 특성화함을 보인다. 이에 따라 양자 향상이 유지되며 동시에 더 증가될 수 있는 조건을 규명한다. 본 연구는 시간 적분(time-integrated) 단일광자 검출기를 사용하는 차등 측정 방식의 양자 영상 실험에서 SNR을 향상시키기 위한 지침을 제공할 것으로 기대한다.

*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.