論文の概要: Unifying theory of quantum state estimation using past and future
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- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.02911v2
- Date: Sat, 10 Jul 2021 08:24:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-05 02:28:25.827119
- Title: Unifying theory of quantum state estimation using past and future
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- Title（参考訳）: 過去と未来情報を用いた量子状態推定の統一理論
- Authors: Areeya Chantasri, Ivonne Guevara, Kiarn T. Laverick, and Howard M.
Wiseman
- Abstract要約: 測定記録のいくつかが利用できない量子状態推定の問題を考える。
本稿では, 連続的なモニタリングを施した部分観測量子系の枠組みを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum state estimation for continuously monitored dynamical systems
involves assigning a quantum state to an individual system at some time,
conditioned on the results of continuous observations. The quality of the
estimation depends on how much observed information is used and on how
optimality is defined for the estimate. In this work, we consider problems of
quantum state estimation where some of the measurement records are not
available, but where the available records come from both before (past) and
after (future) the estimation time, enabling better estimates than is possible
using the past information alone. Past-future information for quantum systems
has been used in various ways in the literature, in particular, the quantum
state smoothing, the most-likely path, and the two-state vector and related
formalisms. To unify these seemingly unrelated approaches, we propose a
framework for partially-observed quantum system with continuous monitoring,
wherein the first two existing formalisms can be accommodated, with some
generalization. The unifying framework is based on state estimation with
expected cost minimization, where the cost can be defined either in the space
of the unknown record or in the space of the unknown true state. Moreover, we
connect all three existing approaches conceptually by defining five new cost
functions, and thus new types of estimators, which bridge the gaps between
them. We illustrate the applicability of our method by calculating all seven
estimators we consider for the example of a driven two-level system
dissipatively coupled to bosonic baths. Our theory also allows connections to
classical state estimation, which create further conceptual links between our
quantum state estimators.
- Abstract（参考訳）: 連続監視された力学系に対する量子状態推定は、連続的な観測結果に基づいて、ある時点で量子状態を個々の系に割り当てることを含む。
推定の質は、観測情報の使用量と、推定値に対する最適性の定義に依存する。
本研究では, 測定記録の一部が入手できない量子状態推定の問題を考えるが, 利用可能な記録が前(ペースト)と後(将来の)の両方から得られる場合, 過去の情報のみを用いた場合よりもよい推定が可能となる。
量子系の過去の情報は、特に量子状態の滑らか化、最も類似した経路、二状態ベクトルおよび関連する形式論において様々な方法で使われている。
このような一見無関係なアプローチを統一するために、連続的な監視を伴う部分観測量子システムのためのフレームワークを提案し、いくつかの一般化により、最初の2つの既定形式を許容できる。
統一フレームワークは、期待されるコスト最小化による状態推定に基づいており、コストは未知のレコードの空間または未知の真の状態の空間で定義することができる。
さらに,新しいコスト関数を5つ定義することで,既存の3つのアプローチを概念的に結合し,それらのギャップを埋める新たなタイプの推定器を提案する。
本手法は, ボソニック浴槽に散逸的に結合した駆動型2レベルシステムの例として, 提案する7つの推定値すべてを計算することで, 適用性を示す。
我々の理論はまた、古典状態推定への接続を可能にし、量子状態推定器間のさらなる概念的リンクを生み出します。
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