論文の概要: Global Heisenberg scaling in noisy and practical phase estimation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.01844v1
• Date: Tue, 5 Oct 2021 06:57:55 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-12 12:16:22.922129
• Title: Global Heisenberg scaling in noisy and practical phase estimation
• Title（参考訳）: 雑音と実用的位相推定におけるグローバルハイゼンベルクスケーリング
• Authors: Masahito Hayashi, Zi-Wen Liu, Haidong Yuan
• Abstract要約: ハイゼンベルクスケーリングは、量子力学によって実現されたパラメータ推定の最終的な精度を特徴づける。 位相推定の基本問題における強大なハイゼンベルクスケーリングの概念の達成可能性について検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 52.70356457590653
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Heisenberg scaling characterizes the ultimate precision of parameter estimation enabled by quantum mechanics, which represents an important quantum advantage of both theoretical and technological interest. Here, we study the attainability of strong, global notions of Heisenberg scaling in the fundamental problem of phase estimation, from a practical standpoint. A main message of this work is an asymptotic noise "threshold" for global Heisenberg scaling. We first demonstrate that Heisenberg scaling is fragile to noises in the sense that it cannot be achieved in the presence of phase damping noise with strength above a stringent scaling in the system size. Nevertheless, we show that when the noise does not exceed this threshold, the global Heisenberg scaling in terms of limiting distribution (which we highlight as a practically important figure of merit) as well as average error can indeed be achieved. Furthermore, we provide a practical adaptive protocol using one qubit only, which achieves global Heisenberg scaling in terms of limiting distribution under such noise.
• Abstract（参考訳）: ハイゼンベルクのスケーリングは、量子力学によって実現されたパラメータ推定の最終的な精度を特徴づける。 本稿では,位相推定の基本問題におけるハイゼンベルクスケーリングの強大な概念の実現可能性について,実用的観点から検討する。 この研究の主なメッセージは、グローバルなハイゼンベルクスケーリングのための漸近的ノイズ"閾値"である。 最初に, ハイゼンベルクのスケーリングは, 位相減衰ノイズの存在下では, システムサイズにおける厳密なスケーリング以上の強度で達成できないという意味で, ノイズに対して脆弱であることを示す。 それにもかかわらず、ノイズがこのしきい値を超えない場合、分布の制限(事実上重要な評価指標として強調する)と平均誤差の観点で、グローバルハイゼンベルクのスケーリングが達成できることが示される。 さらに, 1 量子ビットのみを用いた実用的な適応プロトコルを提供し,そのような雑音下での分布制限の観点からグローバルハイゼンベルクスケーリングを実現する。

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