論文の概要: Sub-Quantum Fisher Information

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.10144v2
• Date: Thu, 24 Jun 2021 15:22:08 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-14 00:40:29.382639
• Title: Sub-Quantum Fisher Information
• Title（参考訳）: サブ量子漁業情報
• Authors: M. Cerezo, Akira Sone, Jacob L. Beckey, Patrick J. Coles
• Abstract要約: 量子フィッシャー情報(QFI)に基づく下界解析 サブQFIは、ウルマンの忠実度の上界である超忠実度に基づいている。 我々は、コヒーレンス、非対称性、純度損失の尺度として、サブQFIに付加的な意味を与える。
• 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: The Quantum Fisher Information (QFI) plays a crucial role in quantum information theory and in many practical applications such as quantum metrology. However, computing the QFI is generally a computationally demanding task. In this work we analyze a lower bound on the QFI which we call the sub-Quantum Fisher Information (sub-QFI). The bound can be efficiently estimated on a quantum computer for an $n$-qubit state using $2n$ qubits. The sub-QFI is based on the super-fidelity, an upper bound on Uhlmann's fidelity. We analyze the sub-QFI in the context of unitary families, where we derive several crucial properties including its geometrical interpretation. In particular, we prove that the QFI and the sub-QFI are maximized for the same optimal state, which implies that the sub-QFI is faithful to the QFI in the sense that both quantities share the same global extrema. Based on this faithfulness, the sub-QFI acts as an efficiently computable surrogate for the QFI for quantum sensing and quantum metrology applications. Finally, we provide additional meaning to the sub-QFI as a measure of coherence, asymmetry, and purity loss.
• Abstract（参考訳）: 量子フィッシャー情報(quantum fisher information, qfi)は、量子情報理論において重要な役割を果たす。 しかし、QFIの計算は一般に計算に要求されるタスクである。 本研究では,サブ量子フィッシャー情報 (sub-QFI) と呼ばれるQFIの下位境界を解析する。 量子コンピュータ上で 2n$ qubits を用いて$n$-qubit の状態を効率的に推定することができる。 サブQFIはウルマンの忠実度の上界である超忠実度に基づいている。 我々は,このサブQFIをユニタリファミリーの文脈で分析し,幾何学的解釈を含むいくつかの重要な特性を導出する。 特に、QFIとサブQFIが同じ最適状態に対して最大化されることを証明し、両方の量が同じ大域極限を共有するという意味で、サブQFIがQFIに忠実であることを示す。 この忠実さに基づいて、サブQFIは量子センシングおよび量子気象学応用のためのQFIの効率的な計算可能なサロゲートとして機能する。 最後に、コヒーレンス、非対称性、純度損失の尺度として、サブQFIに付加的な意味を与える。

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