論文の概要: Beating the classical phase precision limit using a quantum neuromorphic platform

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.07507v1
• Date: Thu, 14 Oct 2021 16:29:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-11 12:08:52.202645
• Title: Beating the classical phase precision limit using a quantum neuromorphic platform
• Title（参考訳）: 量子ニューロモルフィックプラットフォームを用いた古典的位相精度限界の打破
• Authors: Tanjung Krisnanda, Sanjib Ghosh, Tomasz Paterek, Wies{\l}aw Laskowski, and Timothy C. H. Liew
• Abstract要約: 位相測定は、古典的および量子的状態の両方において、科学の多くの分野において重要なタスクである。 ここでは、位相測定のための処理装置として、ランダムに結合された2レベルシステムの集合からなる量子ネットワークの使用を理論的にモデル化する。 我々は、標準量子極限、ハイゼンベルク極限などに続く位相精度スケーリングを実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.4937400423177767
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Phase measurement constitutes a key task in many fields of science, both in the classical and quantum regime. The higher precision of such measurement offers significant advances, and can also be utilised to achieve finer estimates for quantities such as distance, the gravitational constant, electromagnetic field amplitude, etc. Here we theoretically model the use of a quantum network, composed of a randomly coupled set of two-level systems, as a processing device for phase measurement. An incoming resource state carrying the phase information interacts with the quantum network, whose emission is trained to produce a desired output signal. We demonstrate phase precision scaling following the standard quantum limit, the Heisenberg limit, and beyond. This can be achieved using quantum resource states such as NOON states or other entangled states, however, we also find that classically correlated mixtures of states are alone sufficient, provided that they exhibit quantum coherence. Our proposed setup does not require conditional measurements, and is compatible with many different types of coupling between the quantum network and the phase encoding state, hence making it attractive to a wide range of possible physical implementations.
• Abstract（参考訳）: 位相測定は、古典的および量子的状態の両方において、科学の多くの分野において重要なタスクである。 このような測定の高精度化は大きな進歩をもたらし、距離、重力定数、電磁界振幅などの量についてより詳細な推定を行うためにも利用することができる。 ここでは、位相測定のための処理装置として、ランダムに結合された2レベル系の集合からなる量子ネットワークを理論的にモデル化する。 位相情報を含む入射資源状態は、所望の出力信号を生成するために放出を訓練した量子ネットワークと相互作用する。 我々は、標準量子限界、ハイゼンベルク限界などに従う位相精度のスケーリングを示す。 これは正午状態や他の絡み合った状態のような量子資源状態を使って達成できるが、古典的に相関した状態の混合は量子コヒーレンスを示すならば十分である。 提案手法では,条件計測は必要とせず,量子ネットワークと位相符号化状態との多くの異なる結合と互換性があるため,多種多様な物理的実装に魅力的である。

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