論文の概要: Thermometry of Gaussian quantum systems using Gaussian measurements
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.02098v4
- Date: Mon, 27 Jun 2022 09:04:25 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-12 12:10:59.850235
- Title: Thermometry of Gaussian quantum systems using Gaussian measurements
- Title（参考訳）: ガウス観測によるガウス量子系の温度計測
- Authors: Marina F.B. Cenni, Ludovico Lami, Antonio Acin, Mohammad Mehboudi
- Abstract要約: 本研究では,ガウス系の温度を実測値で推定する問題について検討する。
熱を含む単モード状態のクラスでは、最適ガウス測度は温度状態によってヘテロダインまたはホモデインのいずれかである。
ガウス測度は高温の限界において最適となるのに対し、オン/オフ光検出のような測度は温度がゼロになる傾向にある。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.308539010172309
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
- Abstract: We study the problem of estimating the temperature of Gaussian systems with
feasible measurements, namely Gaussian and photo-detection-like measurements.
For Gaussian measurements, we develop a general method to identify the optimal
measurement numerically, and derive the analytical solutions in some relevant
cases. For a class of single-mode states that includes thermal ones, the
optimal Gaussian measurement is either Heterodyne or Homodyne, depending on the
temperature regime. This is in contrast to the general setting, in which a
projective measurement in the eigenbasis of the Hamiltonian is optimal
regardless of temperature. In the general multi-mode case, and unlike the
general unrestricted scenario where joint measurements are not helpful for
thermometry (nor for any parameter estimation task), it is open whether joint
Gaussian measurements provide an advantage over local ones. We conjecture that
they are not useful for thermal systems, supported by partial analytical and
numerical evidence. We further show that Gaussian measurements become optimal
in the limit of large temperatures, while on/off photo-detection-like
measurements do it for when the temperature tends to zero. Our results
therefore pave the way for effective thermometry of Gaussian quantum systems
using experimentally realizable measurements.
- Abstract（参考訳）: 本研究では,ガウス系系の温度を実測で推定する問題,すなわちガウス系および光検出型測定を考察する。
ガウス測定のために, 最適測定を数値的に同定し, 解析解を導出する一般的な手法を開発した。
熱を含む単モード状態のクラスでは、最適ガウス測度は温度状態によってヘテロダインまたはホモデインのいずれかである。
これは、ハミルトニアンの固有基底における射影測度が温度に関係なく最適である一般的な設定とは対照的である。
一般的な多モードの場合、関節計測が熱測定に役立たない(パラメータ推定にも役立たない)一般的な非制限シナリオとは異なり、関節ガウス測定が局所的な測定に有利であるかどうかは明らかである。
熱システムには役に立たないと推測し, 部分解析的および数値的証拠で裏付ける。
さらに、ガウス測度は高温の限界において最適となる一方、オン/オフ光検出のような測度は温度がゼロになる傾向にあることを示す。
その結果,ガウス量子系の有効温度測定は実験的に実現可能であることがわかった。
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