論文の概要: Frequency measurements beyond the Heisenberg time-energy limit with a single atom

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.08536v2
• Date: Sat, 5 Jun 2021 02:23:05 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-30 19:58:45.662945
• Title: Frequency measurements beyond the Heisenberg time-energy limit with a single atom
• Title（参考訳）: 単一原子によるハイゼンベルク時間エネルギー限界を超える周波数測定
• Authors: Liam P. McGuinness
• Abstract要約: ハイゼンベルクの時間-エネルギー関係は、原子遷移の決定を測定時間の逆数よりも良くするのを防ぐ。 ここでは1つの原子でハイゼンベルク極限以下の大きさの不確かさの順序を与える周波数推定手法を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The Heisenberg time-energy relation prevents determination of an atomic transition to better than the inverse of the measurement time. The relation generally applies to frequency estimation of a near-resonant field [1-3], since information on the field frequency can be used to infer the atomic transition [4, 5]. Here we demonstrate a frequency estimation technique that provides an uncertainty orders of magnitude below the Heisenberg limit with a single atom. With access to $N$ atoms, we propose a fundamental uncertainty limit improving as $\sqrt{N}$, regardless of whether entanglement is employed. We describe implementation of the quantum fourier transform to estimate an unknown frequency without using entanglement. A comparison to classical algorithms severely limits the benefit that quantum algorithms provide for frequency estimation and that entanglement provides to quantum sensing in general.
• Abstract（参考訳）: ハイゼンベルク時間エネルギー関係は、原子遷移の決定を測定時間の逆よりも良くする。 この関係は一般に、場の周波数に関する情報を用いて原子遷移[4, 5]を推測できるため、近接共鳴場[1-3]の周波数推定に適用される。 ここでは1つの原子でハイゼンベルク極限以下の大きさの不確かさの順序を与える周波数推定手法を示す。 我々は、$N$原子へのアクセスにより、絡み合いが用いられるかどうかに関わらず、$\sqrt{N}$として改善された基本的な不確実性限界を提案する。 エンタングルメントを用いずに未知の周波数を推定する量子フーリエ変換の実装について述べる。 古典的アルゴリズムとの比較は、量子アルゴリズムが周波数推定にもたらす利点と、絡み合いが一般に量子センシングにもたらす利点を著しく制限する。

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