論文の概要: Variational principle for optimal quantum controls in quantum metrology
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.04117v2
- Date: Tue, 26 Apr 2022 06:41:54 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-08 22:23:29.824090
- Title: Variational principle for optimal quantum controls in quantum metrology
- Title（参考訳）: 量子力学における最適量子制御の変分原理
- Authors: Jing Yang, Shengshi Pang, Zekai Chen, Andrew N. Jordan, and Adolfo del
Campo
- Abstract要約: 我々は、量子フィッシャー情報を最適化する量子制御と初期状態を決定するための変分原理を開発する。
三次元相互作用を含む時間非依存のスピン鎖を持つ磁気学では、制御が1と2の相互作用に制限されている場合でも、ハイゼンベルクのスケーリングは概ね達成可能である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.29042212865183
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We develop a variational principle to determine the quantum controls and
initial state which optimizes the quantum Fisher information, the quantity
characterizing the precision in quantum metrology. When the set of available
controls is limited, the exact optimal initial state and the optimal controls
are in general dependent on the probe time, a feature missing in the
unrestricted case. Yet, for time-independent Hamiltonians with restricted
controls, the problem can be approximately reduced to the unconstrained case
via the Floquet engineering. In particular, we find for magnetometry with a
time-independent spin chain containing three-body interactions, even when the
controls are restricted to one and two-body interaction, that the Heisenberg
scaling can still be approximately achieved. Our results open the door to
investigate quantum metrology under a limited set of available controls, of
relevance to many-body quantum metrology in realistic scenarios.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,量子量論の精度を特徴づける量である量子フィッシャー情報を最適化する量子制御と初期状態を決定するための変分原理を開発する。
利用可能な制御のセットが限られている場合、正確な最適初期状態と最適制御は一般にプローブ時間に依存する。
しかし、制限された制御を持つ時間独立ハミルトニアンに対しては、この問題はフロケット工学(英語版)を通して、ほぼ制約のないケースに還元することができる。
特に、3体相互作用を含む時間非依存のスピン鎖を持つ磁気学では、制御が1体と2体相互作用に制限されている場合でも、ハイゼンベルクのスケーリングはほぼ達成できる。
実験結果は,多体量子計測と現実的シナリオとの関連性を示す,利用可能な制御の限られたセットの下での量子メトロロジーの調査の扉を開く。
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