Quantum limits of the resolution of imaging and lidar systems
Visualitza/Obre
Estadístiques de LA Referencia / Recolecta
Inclou dades d'ús des de 2022
Cita com:
hdl:2117/165985
Tipus de documentTreball Final de Grau
Data2019-06
Condicions d'accésAccés obert
Llevat que s'hi indiqui el contrari, els
continguts d'aquesta obra estan subjectes a la llicència de Creative Commons
:
Reconeixement-NoComercial-SenseObraDerivada 3.0 Espanya
Abstract
In this project we study the ultimate precision of a Lidar system aimed at estimating the position and velocity of a target with quantum light (entangled photons). By comparison, a standard Lidar system determines the position and velocity of an object using a beam of coherent light. Using Quantum Estimation Theory we will show that the use of entangled pairs of photons can improve the precision of the measurement of position and velocity simultaneously. Several bounds for the error (typical deviation) in the estimation of the parameters are found. We study which of them is the one that gives us more information about the limits of the uncertainty in the estimation. In particular, we have found that the Holevo Cramer-Rao bound is the best one can get for this case. Finally, an idea of how this bound could be experimentally achieved is given. En este proyecto estudiamos la máximas precisión de un sistema Lidar dedicado a estimar la posición y la velocidad de un objeto con luz cuántica (fotones entrelazados). Un sistema Lidar estándar determina la posición y la velocidad utilizando un haz de luz coherente. Utilizando la teoría de estimación cuántica, probamos que el uso de pares entrelazados de fotones puede mejorar la posición de la medida. Encontramos varias cotas para el error (desviación estándar) en la estimación de los parámetros. Estudiamos cuál de ellos proporciona una mayor información sobre los límites de la incertidumbre en la estimación. En concreto, hemos visto que la cota de CR de Holevo es la mayor que uno puede encontrar para este caso. Finalmente, se da una idea de cómo se podría alcanzar este límite experimentalmente. En aquest projecte estudiem la màxima precisió de un sistema Lidar dedicat a estimar la posició i velocitat d'un objecte amb llum quàntica (fotons entrellaçats). Un sistema Lidar estàndard determina la posició i la velocitat utilitzant una faç de llum coherent. Utilitzant la teoria d'estimació quàntica demostrem que l'ús de parelles entrellaçades de fotons pot millorar la precisió de la mesura. Trobem varies cotes per l'error (desviació estàndard) en l'estimació dels paràmetres. Estudiem quin d'ells proporciona una major informació sobre els límits de l'incertesa en l'estimació. En concret hem vist que la cota de CR de Holevo és la millor que un pot trobar en aquest cas. Finalment es dona una idea de com es podria atendre aquest límit experimentalment.
TitulacióGRAU EN ENGINYERIA FÍSICA (Pla 2011)
Fitxers | Descripció | Mida | Format | Visualitza |
---|---|---|---|---|
Memoria_TFG_Miren(3).pdf | 704,1Kb | Visualitza/Obre |