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量子計測の目標は、量子リソースを利用することで計測の感度を向上させることである。計量学者は、多くの場合、量子フィッシャー情報を最大化することを目指している。計測の基本的な限界の研究では、未知の回転を受ける量子ビット（スピンハーフシステム）が典型的なセットアップとなる。スピンが回転を誘起する作用素の分散を最大にする状態で始まれば、回転に関する量子フィッシャー情報が最大になります。しかし、回転軸が未知の場合、最適な単一量子ビットセンサーは用意できない。我々は、閉じたタイムリープ曲線のシミュレーションからヒントを得て、この制限を回避する。未知の回転軸に関係なく、回転角度に関する最大の量子フィッシャー情報を得る。この結果を得るために、まずプローブ量子ビットをアンシラ量子ビットとエンタングルする。その後、この2つの量子ビットをエンタングルした状態で測定することで、単一量子ビットのセンサーが達成できる以上の回転角に関する情報を得ることができる。我々は、2量子ビットの超伝導量子プロセッサーを用いて、この計測上の利点を実証する。我々の測定手法は、量子的な優位性を達成し、エンタングルメントを用いないあらゆる戦略を凌駕する。
http://arxiv.org/abs/2403.00054v1 (ar5iv, pdf)
Xingrui Song, Flavio Salvati, Chandrashekhar Gaikwad, Nicole Yunger Halpern, David R. M. Arvidsson-Shukur, Kater Murch
2024/02/29
Summary (DeepL訳)
量子計測の目標は、量子リソースを利用することで計測の感度を向上させることである。計量学者は、多くの場合、量子フィッシャー情報を最大化することを目指している。計測の基本的な限界の研究では、未知の回転を受ける量子ビット（スピンハーフシステム）が典型的なセットアップとなる。スピンが回転を誘起する作用素の分散を最大にする状態で始まれば、回転に関する量子フィッシャー情報が最大になります。しかし、回転軸が未知の場合、最適な単一量子ビットセンサーは用意できない。我々は、閉じたタイムリープ曲線のシミュレーションからヒントを得て、この制限を回避する。未知の回転軸に関係なく、回転角度に関する最大の量子フィッシャー情報を得る。この結果を得るために、まずプローブ量子ビットをアンシラ量子ビットとエンタングルする。その後、この2つの量子ビットをエンタングルした状態で測定することで、単一量子ビットのセンサーが達成できる以上の回転角に関する情報を得ることができる。我々は、2量子ビットの超伝導量子プロセッサーを用いて、この計測上の利点を実証する。我々の測定手法は、量子的な優位性を達成し、エンタングルメントを用いないあらゆる戦略を凌駕する。
Links
http://arxiv.org/abs/2403.00054v1 (ar5iv, pdf)
Authors
Xingrui Song, Flavio Salvati, Chandrashekhar Gaikwad, Nicole Yunger Halpern, David R. M. Arvidsson-Shukur, Kater Murch
Published
2024/02/29