論文の概要: Incorporating Heisenberg's Uncertainty Principle into Quantum Multiparameter Estimation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.08888v3
• Date: Sat, 27 Mar 2021 15:04:29 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-05 12:25:30.016939
• Title: Incorporating Heisenberg's Uncertainty Principle into Quantum Multiparameter Estimation
• Title（参考訳）: ハイゼンベルクの不確かさ原理を量子マルチパラメーター推定に取り入れる
• Authors: Xiao-Ming Lu and Xiaoguang Wang
• Abstract要約: 未知パラメータを測定誤差で推定するための測定の不正確さの対応関係を見出した。 純粋な量子状態の場合、このトレードオフ関係は厳密であるため、個々の推定誤差の真の量子限界を明らかにすることができる。 本手法は, 位相シフトと位相拡散の同時推定誤差のトレードオフを導出するために, 容易に利用できることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.44237366129994526
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The quantum multiparameter estimation is very different from the classical multiparameter estimation due to Heisenberg's uncertainty principle in quantum mechanics. When the optimal measurements for different parameters are incompatible, they cannot be jointly performed. We find a correspondence relationship between the inaccuracy of a measurement for estimating the unknown parameter with the measurement error in the context of measurement uncertainty relations. Taking this correspondence relationship as a bridge, we incorporate Heisenberg's uncertainty principle into quantum multiparameter estimation by giving a tradeoff relation between the measurement inaccuracies for estimating different parameters. For pure quantum states, this tradeoff relation is tight, so it can reveal the true quantum limits on individual estimation errors in such cases. We apply our approach to derive the tradeoff between attainable errors of estimating the real and imaginary parts of a complex signal encoded in coherent states and obtain the joint measurements attaining the tradeoff relation. We also show that our approach can be readily used to derive the tradeoff between the errors of jointly estimating the phase shift and phase diffusion without explicitly parameterizing quantum measurements.
• Abstract（参考訳）: 量子パラメータ推定は、量子力学におけるハイゼンベルクの不確実性原理による古典的マルチパラメータ推定とは大きく異なる。 異なるパラメータの最適測定が相容れない場合、共同で行うことはできない。 測定不確実性関係の文脈において,未知パラメータ推定のための測定の不正確性と測定誤差との対応関係を見いだす。 この対応関係をブリッジとして、ハイゼンベルクの不確かさ原理を量子マルチパラメータ推定に取り入れ、測定不正確性間のトレードオフ関係を与えて異なるパラメータを推定する。 純粋な量子状態の場合、このトレードオフ関係は厳密であるため、そのような場合の個々の推定誤差に対する真の量子制限を明らかにすることができる。 我々は,コヒーレントな状態に符号化された複素信号の実部と虚部を推定する達成可能な誤差のトレードオフを導出し,トレードオフ関係を得る共同測定値を得る。 また, 量子計測を明示的にパラメータ化することなく, 位相シフトと位相拡散を同時推定する誤差のトレードオフを, 容易に導出できることを示す。

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