論文の概要: Quantum Sensing of Intermittent Stochastic Signals

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.03678v3
• Date: Thu, 14 Jan 2021 23:18:45 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-29 17:38:23.304386
• Title: Quantum Sensing of Intermittent Stochastic Signals
• Title（参考訳）: 間欠確率信号の量子センシング
• Authors: Sara Mouradian, Neil Glikin, Eli Megidish, Kai-Isaak Ellers, Hartmut Haeffner
• Abstract要約: 本研究では,センサ数と忠実度が連続的・断続的信号に対する感度に与える影響について検討した。 F1$で1/F2$のセンサー数を増やすと、F=1$の感度が回復することがわかった。 また、量子射影雑音限界におけるニアユニティ制御の忠実度と読み出しの重要性を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Realistic quantum sensors face a trade-off between the number of sensors measured in parallel and the control and readout fidelity ($F$) across the ensemble. We investigate how the number of sensors and fidelity affect sensitivity to continuous and intermittent signals. For continuous signals, we find that increasing the number of sensors by $1/F^2$ for $F<1$ always recovers the sensitivity achieved when $F=1$. However, when the signal is intermittent, more sensors are needed to recover the sensitivity achievable with one perfect quantum sensor. We also demonstrate the importance of near-unity control fidelity and readout at the quantum projection noise limit by estimating the frequency components of a stochastic, intermittent signal with a single trapped ion sensor. Quantum sensing has historically focused on large ensembles of sensors operated far from the standard quantum limit. The results presented in this manuscript show that this is insufficient for quantum sensing of intermittent signals and re-emphasizes the importance of the unique scaling of quantum projection noise near an eigenstate.
• Abstract（参考訳）: リアルな量子センサーは、並列で測定されるセンサーの数と、アンサンブル全体の制御と読み出しフィリティ(F$)のトレードオフに直面している。 連続的および間欠的信号に対するセンサ数と忠実度が感度に与える影響について検討する。 連続信号の場合、$F<1$で1/F^2$のセンサ数の増加は、常に$F=1$の感度を回復させる。 しかし、信号が断続的な場合、1つの完全な量子センサーで実現可能な感度を回復するには、より多くのセンサーが必要である。 また,単一捕捉イオンセンサを用いた確率的間欠信号の周波数成分を推定することにより,量子投射ノイズ限界における近単位制御の忠実性と読み出しの重要性を実証する。 量子センシングは歴史的に標準量子限界から遠く離れた範囲で作動するセンサーの大規模なアンサンブルに焦点を合わせてきた。 この本で示した結果は、断続的な信号の量子センシングには不十分であり、固有状態近傍の量子投影ノイズのユニークなスケーリングの重要性を再強調していることを示している。

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