論文の概要: Linear Gaussian Quantum State Smoothing: Understanding the optimal unravelings for Alice to estimate Bob's state
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.13348v4
- Date: Wed, 03 Sep 2025 17:48:47 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-05 14:03:58.524172
- Title: Linear Gaussian Quantum State Smoothing: Understanding the optimal unravelings for Alice to estimate Bob's state
- Title（参考訳）: 線形ガウス量子状態平滑化: アリスがボブの状態を推定する最適な解法を理解する
- Authors: Kiarn T. Laverick, Areeya Chantasri, Howard M. Wiseman,
- Abstract要約: 量子状態平滑化(quantum state smoothing)は、特定の時間における量子状態の見積を構築する手法である。
アリスの平滑化の有効性に対するボブの測定選択の影響は、近年多くの論文で研究されている。
アリスの測度選択から最適な測度選択を近似できる簡単な仮説を考案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum state smoothing is a technique to construct an estimate of the quantum state at a particular time, conditioned on a measurement record from both before and after that time. The technique assumes that an observer, Alice, monitors part of the environment of a quantum system and that the remaining part of the environment, unobserved by Alice, is measured by a secondary observer, Bob, who may have a choice in how he monitors it. The effect of Bob's measurement choice on the effectiveness of Alice's smoothing has been studied in a number of recent papers. Here we expand upon the Letter which introduced linear Gaussian quantum (LGQ) state smoothing [Phys. Rev. Lett., 122, 190402 (2019)]. In the current paper we provide a more detailed derivation of the LGQ smoothing equations and address an open question about Bob's optimal measurement strategy. Specifically, we develop a simple hypothesis that allows one to approximate the optimal measurement choice for Bob given Alice's measurement choice. By 'optimal choice' we mean the choice for Bob that will maximize the purity improvement of Alice's smoothed state compared to her filtered state (an estimated state based only on Alice's past measurement record). The hypothesis, that Bob should choose his measurement so that he observes the back-action on the system from Alice's measurement, seems contrary to one's intuition about quantum state smoothing. Nevertheless we show that it works even beyond a linear Gaussian setting.
- Abstract（参考訳）: 量子状態平滑化 (quantum state smoothing) とは、その前後の計測記録に基づいて、特定の時刻における量子状態の推定を行う手法である。
この手法は、観測者アリスが量子システムの環境の一部をモニターし、その環境の残りの部分はアリスによって観測されず、二次観測者ボブによって測定されると仮定する。
アリスの平滑化の有効性に対するボブの測定選択の影響は、近年多くの論文で研究されている。
ここでは、線形ガウス量子(LGQ)状態平滑化を導入したレターを拡大する [Phys. Rev. Lett., 122, 190402 (2019)]。
本論文では,LGQ平滑化方程式のより詳細な導出と,Bobの最適測定戦略に関するオープンな疑問に対処する。
具体的には、アリスの測度選択が与えられた場合、ボブの最適な測度選択を近似できる単純な仮説を開発する。
最適選択」とは、Aliceのスムーズな状態(Aliceの過去の測定記録のみに基づく推定状態)の純度改善を最大化するBobの選択を意味する。
ボブがアリスの測度から系のバックアクションを観察するために測定を選ばなければならないという仮説は、量子状態の平滑化に関する直観とは反対のようだ。
それでも、それは線型ガウス的セッティングを越えても機能することを示す。
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