論文の概要: Quantum Fisher information measurement and verification of the quantum
Cram\'er-Rao bound in a solid-state qubit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.08373v3
- Date: Mon, 14 Mar 2022 09:03:59 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-28 20:17:47.951599
- Title: Quantum Fisher information measurement and verification of the quantum
Cram\'er-Rao bound in a solid-state qubit
- Title(参考訳): 固体量子ビットにおける量子クラム'er-Rao境界の量子フィッシャー情報測定と検証
- Authors: Min Yu, Yu Liu, Pengcheng Yang, Musang Gong, Qingyun Cao, Shaoliang
Zhang, Haibin Liu, Markus Heyl, Tomoki Ozawa, Nathan Goldman, Jianming Cai
- Abstract要約: 固体スピン系の位相推定において,量子クラムエルラオ境界近傍の飽和を実験的に実証した。
これは、位相推定における実験的不確実性と関連する量子フィッシャー情報の独立測定を比較することで達成される。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 11.87072483257275
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The quantum Cram\'er-Rao bound sets a fundamental limit on the accuracy of
unbiased parameter estimation in quantum systems, relating the uncertainty in
determining a parameter to the inverse of the quantum Fisher information. We
experimentally demonstrate near saturation of the quantum Cram\'er-Rao bound in
the phase estimation of a solid-state spin system, provided by a
nitrogen-vacancy center in diamond. This is achieved by comparing the
experimental uncertainty in phase estimation with an independent measurement of
the related quantum Fisher information. The latter is independently extracted
from coherent dynamical responses of the system under weak parametric
modulations, without performing any quantum-state tomography. While optimal
parameter estimation has already been observed for quantum devices involving a
limited number of degrees of freedom, our method offers a versatile and
powerful experimental tool to explore the Cram\'er-Rao bound and the quantum
Fisher information in systems of higher complexity, as relevant for quantum
technologies.
- Abstract(参考訳): 量子クラム・ラオ境界は、量子系における不偏パラメータ推定の精度の基本的な限界を設定し、パラメータを決定する不確実性を量子フィッシャー情報の逆数に関連付ける。
ダイヤモンド中の窒素空隙中心から固体スピン系の位相推定に結合した量子クレーバー-raoの飽和付近を実験的に実証した。
これは、位相推定における実験的不確実性と関連する量子フィッシャー情報の独立測定を比較することで達成される。
後者は弱いパラメトリック変調の下で系のコヒーレントな動的応答から独立に抽出され、量子状態トモグラフィーは行わない。
自由度が限定された量子デバイスでは最適パラメータ推定が既に観測されているが、本手法はより複雑なシステムにおけるクラム・ラーオ境界と量子フィッシャー情報を調べるための汎用的かつ強力な実験ツールを提供する。
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