論文の概要: Exponential enhancement of quantum metrology using continuous variables

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.01216v2
• Date: Wed, 30 Jun 2021 17:55:17 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-27 03:05:25.912630
• Title: Exponential enhancement of quantum metrology using continuous variables
• Title（参考訳）: 連続変数を用いた量子力学の指数的拡張
• Authors: Li Sun, Xi He, Chenglong You, Chufan Lv, Bo Li, Seth Lloyd, Xiaoting Wang
• Abstract要約: 本稿では,測定感度を指数関数的に向上させる信号プローブハミルトニアンの設計を提案する。 時間と結合項数の両方の線形スケーリングは指数関数的拡張を得るのに十分であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.102680713021368
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Coherence time is an important resource to generate enhancement in quantum metrology. In this work, based on continuous-variable models, we propose a new design of the signal-probe Hamiltonian which generates an exponential enhancement of measurement sensitivity. The key idea is to include into the system an ancilla that does not couple directly to the signal. An immediate benefit of such design is one can expand quantum Fisher information(QFI) into a power series in time, making it possible to achieve a higher-order time scaling in QFI. Specifically, one can design the interaction for a qubit-oscillator Ramsey interferometer to achieve a quartic time scaling, based on which, one can further design a chain of coupled harmonic oscillators to achieve an exponential time scaling in QFI. Our results show that linear scaling in both time and the number of coupling terms is sufficient to obtain exponential enhancement. Such exponential advantage is closely related to the characteristic commutation relations of quadratures.
• Abstract（参考訳）: コヒーレンス時間(Coherence time)は、量子力学の強化をもたらす重要な資源である。 本研究では,連続変数モデルに基づいて,計測感度を指数関数的に向上させる信号プローブハミルトニアンの新しい設計法を提案する。 鍵となるアイデアは、信号に直接結合しないアンシラをシステムに組み込むことである。 このような設計の直接的な利点は、量子フィッシャー情報(QFI)を時系列に拡張することで、QFIの高次時間スケーリングを実現することができることである。 具体的には、量子ビット振動子ラムゼー干渉計の相互作用を設計して、QFIにおける指数時間スケーリングを実現するために結合調和振動子の連鎖を更に設計することができる。 その結果,時間と結合項数の双方の線形スケーリングは指数関数的拡張を得るのに十分であることがわかった。 このような指数的利点は二次体の特性的可換関係と密接に関連している。

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