論文の概要: Heisenberg-Limited Waveform Estimation with Solid-State Spins in Diamond
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.06037v1
- Date: Thu, 13 May 2021 01:52:18 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-31 06:41:44.793479
- Title: Heisenberg-Limited Waveform Estimation with Solid-State Spins in Diamond
- Title(参考訳): ダイヤモンド中の固相スピンによるハイゼンベルク限界波形推定
- Authors: Yang Dong, Ze-Hao Wang, Hao-Bin Lin, Shao-Chun Zhang, Yu Zheng,
Xiang-Dong Chen, Wei Zhu, Guan-Zhong Wang, Guang-Can Guo, Fang-Wen Sun
- Abstract要約: 任意の波形推定におけるハイゼンベルク極限はパラメータ推定とは全く異なる。
この量子限界を達成するために、多くのエキゾチックな量子絡み合った状態を生成することは、いまだに自明な挑戦である。
この研究は、連続した空間と時間における量子化構造認識を実現するための重要なステップを提供する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 15.419555338671772
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The newly established Heisenberg limit in arbitrary waveform estimation is
quite different with parameter estimation and shows a unique characteristic of
a future quantum version of oscilloscope. However, it is still a non-trivial
challenge to generate a large number of exotic quantum entangled states to
achieve this quantum limit. Here, by employing the time-domain quantum
difference detection method, we demonstrate Heisenberg-limited waveform quantum
estimation with diamond spins under ambient condition in the experiment.
Periodic dynamical decoupling is applied to enhance both the dynamic range and
sensitivity by one order of magnitude. Using this quantum-enhanced estimation
scheme, the estimation error of an unknown waveform is reduced by more than $5$
dB below the standard quantum limit with $N\sim{\text{2}} \times
{\text{1}}{{\text{0}}^3}$ resources, where more than ${1 \times
{\text{1}}{{\text{0}}^5}}$ resources would be required to achieve a similar
error level using classical detection. This work provides an essential step
towards realizing quantum-enhanced structure recognition in a continuous space
and time.
- Abstract(参考訳): 任意の波形推定において新たに確立されたハイゼンベルク極限はパラメータ推定とは大きく異なり、将来のオシロスコープの量子バージョンの特徴を示す。
しかし、この量子限界を達成するために、多くのエキゾチックな量子絡み合った状態を生成することは、いまだに自明な挑戦である。
本稿では,時間領域量子差分検出法を用いて,環境条件下でのダイヤモンドスピンを用いたハイゼンベルク制限波形量子推定を実証する。
周期的動的デカップリングは、ダイナミックレンジと感度の両方を1桁大きくするために適用される。
この量子エンハンスド推定スキームを用いて、未知の波形の推定誤差は、標準的な量子極限以下で$N\sim{\text{2}} \times {\text{1}}{{\text{0}}^3}$リソースで$5$dB以上削減され、${1 \times {\text{1}}{{\text{0}}^5}}$リソースは古典的検出を用いて同様のエラーレベルを達成するために必要となる。
この研究は、連続空間と時間における量子化構造認識の実現に向けた重要なステップを提供する。
関連論文リスト
- Achieving the Heisenberg limit with Dicke states in noisy quantum
metrology [0.0]
我々は、ディック状態が標準量子極限を超え、開量子系におけるハイゼンベルク極限を達成するためにどのように使用できるかを示す。
本研究では, 共振器と共振器を対称に結合し, 共振器と共振器の結合を推定するシステムを提案する。
系が最適励起数を持つディック状態であるとき、その系は標準量子極限を超え、量子ビットと共振器上の崩壊の有限値に対してもハイゼンベルク極限を達成することができることを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-09-21T18:21:10Z) - Measuring the Loschmidt amplitude for finite-energy properties of the
Fermi-Hubbard model on an ion-trap quantum computer [27.84599956781646]
本稿では,現在の量子コンピュータ上での量子古典的時系列アルゴリズムの動作について検討する。
具体的には,Fermi-Hubbardモデルに対するLoschmidt振幅をQuantinuum H2-1トラップイオンデバイス上の16$site ladder geometry(32軌道)で測定する。
有限エネルギーにおける局所観測可能量の期待値を測定することにより、量子古典アルゴリズムの完全動作に対する雑音の影響を数値解析する。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-09-19T11:59:36Z) - Observing super-quantum correlations across the exceptional point in a
single, two-level trapped ion [48.7576911714538]
2段階の量子系(量子ビット)では、単位力学は理論上これらの量子相関をそれぞれ2qrt2$または1.5に制限する。
ここでは、2レベル非エルミートハミルトニアンによって支配される40$Ca$+$イオンの散逸によって、レゲット=ガーグパラメータ$K_3$に対して1.703(4)の相関値が観測される。
これらの余剰はパリティ時間対称ハミルトニアンの例外点を越えて発生し、キュービットの非ユニタリでコヒーレントなダイナミクスに寄与する。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-04-24T19:44:41Z) - Scalable spin squeezing in a dipolar Rydberg atom array [2.392520546501394]
標準量子限界を超えて測定精度を高める方法を示す。
そのためには、量子プロジェクションノイズ(squeezingとして知られる戦略)を再構成することができる。
まず,マルチステップのスピンスキーズプロトコルを用いることで,約1dBのスキューズ処理をさらに強化し,第2に,Floquetエンジニアリングを活用してハイゼンベルク相互作用を実現する。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-03-14T16:35:17Z) - Quantum-Enhanced Learning of Continuous-Variable Quantum States [0.934612743192798]
本稿では,従来の欠点を克服した連続変数状態に対する量子化学習戦略を提案する。
これを用いて状態特性関数の点値を推定し、量子状態トモグラフィーに有用である。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-03-09T08:16:44Z) - Quantum emulation of the transient dynamics in the multistate
Landau-Zener model [50.591267188664666]
本研究では,Landau-Zenerモデルにおける過渡ダイナミクスを,Landau-Zener速度の関数として検討する。
我々の実験は、工学的なボソニックモードスペクトルに結合した量子ビットを用いたより複雑なシミュレーションの道を開いた。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-11-26T15:04:11Z) - Non-asymptotic Heisenberg scaling: experimental metrology for a wide
resources range [1.172672077690852]
本稿では,パラメータに関する事前情報なしで,ハイゼンベルクのスケーリングに到達した資源を適切に割り当てる手法を示す。
我々は、高次軌道角運動量を持つ単一光子状態を用いて、かなりの範囲のN$に対するハイゼンベルクのスケーリングを定量的に検証する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-10-06T16:39:24Z) - Enhanced nonlinear quantum metrology with weakly coupled solitons and
particle losses [58.720142291102135]
ハイゼンベルク(最大1/N)および超ハイゼンベルクスケーリングレベルにおける位相パラメータ推定のための干渉計測手法を提案する。
我々のセットアップの中心は、量子プローブを形成する新しいソリトンジョセフソン接合(SJJ)システムである。
このような状態は、適度な損失があっても最適な状態に近いことを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-08-07T09:29:23Z) - Heisenberg-limited quantum phase estimation of multiple eigenvalues with
few control qubits [1.6328866317851185]
量子位相推定の単一制御量子ビット変種は、系の固有状態を準備できない場合にも、ハイゼンベルク極限を達成することができることを示す。
本稿では,行列鉛筆法を用いてハイゼンベルク限定スケーリングを実現できることを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-07-09T18:00:10Z) - Bose-Einstein condensate soliton qubit states for metrological
applications [58.720142291102135]
2つのソリトン量子ビット状態を持つ新しい量子メトロジー応用を提案する。
位相空間解析は、人口不均衡-位相差変数の観点からも、マクロ的な量子自己トラッピング状態を示すために行われる。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-11-26T09:05:06Z) - Probing the Universality of Topological Defect Formation in a Quantum
Annealer: Kibble-Zurek Mechanism and Beyond [46.39654665163597]
一次元横フィールドイジングモデルによるトポロジカル欠陥生成の実験的検討について報告する。
位相フリップ誤差を伴う開系量子力学のKZMにより量子シミュレータの結果を実際に説明できることが判明した。
これは、環境からの孤立を仮定する一般化KZM理論の理論的予測が、その元のスコープを越えてオープンシステムに適用されることを意味する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-01-31T02:55:35Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト(すべての情報・翻訳含む)の品質を保証せず、本サイト(すべての情報・翻訳含む)を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。