論文の概要: Quantum parameter estimation on coherently superposed noisy channels
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.06715v1
- Date: Wed, 13 Oct 2021 13:42:11 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-11 14:43:24.480845
- Title: Quantum parameter estimation on coherently superposed noisy channels
- Title（参考訳）: コヒーレント重畳型雑音チャネルの量子パラメータ推定
- Authors: Francois Chapeau-Blondeau
- Abstract要約: 量子ノイズに影響を受ける一般量子ビットユニタリ演算子を複製し、コヒーレントに重畳されたチャネルに挿入する。
プローブ制御量子ビット対の接合状態における重畳チャネルによって実現された変換のキャラクタリゼーションを行う。
重畳されたチャネルは、ノイズユニタリ上の位相推定の基本的な気象学的タスクに対して解析される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: A generic qubit unitary operator affected by quantum noise is duplicated and
inserted in a coherently superposed channel, superposing two paths offered to a
probe qubit across the noisy unitary, and driven by a control qubit. A
characterization is performed of the transformation realized by the superposed
channel on the joint state of the probe-control qubit pair. The superposed
channel is then specifically analyzed for the fundamental metrological task of
phase estimation on the noisy unitary, with the performance assessed by the
Fisher information, classical or quantum. A comparison is made with
conventional estimation techniques and also with a quantum switched channel
with indefinite causal order recently investigated for a similar task of phase
estimation. In the analysis here, a first important observation is that the
control qubit of the superposed channel, although it never directly interacts
with the unitary being estimated, can nevertheless be measured alone for
effective estimation, while discarding the probe qubit that interacts with the
unitary. This property is also present with the switched channel but is
inaccessible with conventional techniques. The optimal measurement of the
control qubit here is characterized in general conditions. A second important
observation is that the noise plays an essential role in coupling the control
qubit to the unitary, and that the control qubit remains operative for phase
estimation at very strong noise, even with a fully depolarizing noise, whereas
conventional estimation and the switched channel become inoperative in these
conditions. The results extend the analysis of the capabilities of coherently
controlled channels which represent novel devices exploitable for quantum
signal and information processing.
- Abstract（参考訳）: 量子ノイズに影響を受ける一般量子ビットユニタリ演算子を複製し、コヒーレントに重畳されたチャネルに挿入し、ノイズの多いユニタリを越えてプローブキュービットに提供される2つのパスを重畳し、制御キュービットによって駆動する。
プローブ制御量子ビット対の接合状態における重畳チャネルによって実現された変換のキャラクタリゼーションを行う。
重畳されたチャネルは、ノイズユニタリ上の位相推定の基本的な気象学的タスクに対して特に解析され、フィッシャー情報、古典的または量子的性能によって評価される。
従来の推定手法と, 位相推定の類似課題について最近検討した不定因果順序を有する量子スイッチングチャネルとの比較を行った。
この分析では、重畳されたチャネルの制御キュービットは、推定されるユニタリと直接相互作用することはないが、しかしながら、効果的な推定のために単独で測定することができ、一方、ユニタリと相互作用するプローブキュービットは破棄される。
この特性はスイッチングチャネルでも見られるが、従来の手法ではアクセスできない。
ここでの制御量子ビットの最適測定は、一般的な条件で特徴づけられる。
2つ目の重要な観察は、制御キュービットをユニタリに結合する際にはノイズが不可欠であり、制御キュービットは完全な非偏極ノイズであっても非常に強いノイズで位相推定を継続する一方で、従来の推定と切替チャネルはこれらの条件下では動作しないことである。
その結果、量子信号や情報処理に応用可能な新しいデバイスを表すコヒーレント制御チャネルの機能解析が拡張された。
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