論文の概要: Optimal Control for Quantum Metrology via Pontryagin's principle

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.06931v1
• Date: Fri, 14 May 2021 16:22:57 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-31 04:11:50.286625
• Title: Optimal Control for Quantum Metrology via Pontryagin's principle
• Title（参考訳）: ポントリャーギンの原理による量子メトロロジーの最適制御
• Authors: Chungwei Lin, Yanting Ma, Dries Sels
• Abstract要約: 我々はポントリャーギンの最大原理を適用し、与えられた進化時間に対して量子フィッシャー情報を最大化する最適なプロトコルを決定する。 提案された形式主義は、制御制約のある問題に一般化され、選択された測定値に対する古典的なフィッシャー情報の最大化にも利用できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.920103626492315
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum metrology comprises a set of techniques and protocols that utilize quantum features for parameter estimation which can in principle outperform any procedure based on classical physics. We formulate the quantum metrology in terms of an optimal control problem and apply Pontryagin's Maximum Principle to determine the optimal protocol that maximizes the quantum Fisher information for a given evolution time. As the quantum Fisher information involves a derivative with respect to the parameter which one wants to estimate, we devise an augmented dynamical system that explicitly includes gradients of the quantum Fisher information. The necessary conditions derived from Pontryagin's Maximum Principle are used to quantify the quality of the numerical solution. The proposed formalism is generalized to problems with control constraints, and can also be used to maximize the classical Fisher information for a chosen measurement.
• Abstract（参考訳）: 量子メトロジー(quantum metrology)は、パラメータ推定に量子的特徴を利用する一連の技術とプロトコルであり、原理的には古典物理学に基づく手続きより優れている。 最適制御問題の観点から量子力学を定式化し、ポントリャーギンの最大原理を適用し、与えられた進化時間で量子フィッシャー情報を最大化する最適なプロトコルを決定する。 量子フィッシャー情報は、推定したいパラメータに関する微分を含むので、量子フィッシャー情報の勾配を明示的に含む拡張力学系を考案する。 ポントリャーギンの最大原理から導かれる必要条件は、数値解の品質を定量化するために用いられる。 提案された形式主義は、制御制約のある問題に一般化され、選択された測定値に対する古典的なフィッシャー情報の最大化にも利用できる。

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