論文の概要: Quantum-enhanced radiometry via approximate quantum error correction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.10281v2
- Date: Fri, 19 Mar 2021 03:04:44 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-07 18:59:36.134817
- Title: Quantum-enhanced radiometry via approximate quantum error correction
- Title（参考訳）: 近似量子誤差補正による量子強調ラジオメトリー
- Authors: W. Wang, Z.-J. Chen, X. Liu, W. Cai, Y. Ma, X. Mu, L. Hu, Y. Xu, H.
Wang, Y. P. Song, X.-B. Zou, C.-L. Zou and L. Sun
- Abstract要約: 我々は、異なるエンコーディングを持つボソニックプローブによるセンシングにおける量子増強の実験的なデモンストレーションを報告する。
実用的な放射線測定のシナリオでは、受信モードの励起人口を測定する際に、感度が5.3dB向上し、9.1times10-4,mathrmHz-1/2$に達する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.22932165857761397
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: By exploiting the exotic quantum states of a probe, it is possible to realize
efficient sensors that are attractive for practical metrology applications and
fundamental studies. Similar to other quantum technologies, quantum sensing is
suffering from noises and thus the experimental developments are hindered.
Although theoretical schemes based on quantum error correction (QEC) have been
proposed to combat noises, their demonstrations are prevented by the stringent
experimental requirements, such as perfect quantum operations and the
orthogonal condition between the sensing interaction Hamiltonian and the noise
Lindbladians. Here, we report an experimental demonstration of a quantum
enhancement in sensing with a bosonic probe with different encodings, by
exploring the large Hilbert space of the bosonic mode and developing both the
approximate QEC and the quantum jump tracking approaches. In a practical
radiometry scenario, we attain a 5.3 dB enhancement of sensitivity, which
reaches $9.1\times10^{-4}\,\mathrm{Hz}^{-1/2}$ when measuring the excitation
population of a receiver mode. Our results demonstrate the potential of quantum
sensing with near-term quantum technologies, not only shedding new light on the
quantum advantage of sensing by revealing its difference from other quantum
applications, but also stimulating further efforts on bosonic quantum
technologies.
- Abstract（参考訳）: プローブのエキゾチックな量子状態を利用して、実用的な気象学応用や基礎研究に魅力的な効率的なセンサを実現することができる。
他の量子技術と同様に、量子センシングはノイズに悩まされており、実験的な発展は妨げられている。
量子誤差補正(qec)に基づく理論スキームはノイズと戦うために提案されているが、完全な量子演算やセンシング相互作用ハミルトニアンとノイズリンドブラジアンの間の直交条件といった厳密な実験条件によってその実証は妨げられている。
本稿では,ボソニックモードの大きなヒルベルト空間を探索し,近似qec法と量子ジャンプ追跡法の両方を開発することにより,異なるエンコーディングを持つボソニックプローブを用いたセンシングにおける量子エンハンスメントの実験実験を行う。
実測のシナリオでは、受信モードの励起集団を測定する際に、感度が5.3dB向上し、9.1\times10^{-4}\,\mathrm{Hz}^{-1/2}$に達する。
本研究は,他の量子アプリケーションとの違いを明らかにすることによって,センサの量子優位性に新たな光を当てるだけでなく,ボソニック量子技術へのさらなる取り組みを促進することを目的としている。
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