論文の概要: Robust quantum metrology with random Majorana constellations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.01612v2
• Date: Thu, 20 Mar 2025 16:08:16 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-23 17:12:48.784172
• Title: Robust quantum metrology with random Majorana constellations
• Title（参考訳）: ランダムマヨラナ星座を持つロバスト量子メロロジー
• Authors: A. Z. Goldberg, J. R. Hervas, Ángel S Sanz, A. B. Klimov, J. Řeháček, Z. Hradil, M. Hiekkamäki, M. Eriksson, R. Fickler, G. Leuchs, L. L. Sánchez-Soto,
• Abstract要約: 多くの物理系は、球面上の点のマヨラナ座によって記述できる。 もしこれらの点がランダムに選択されたら、結果として得られる状態は平均してどれだけ量子になるのか? この単純な概念的な問題を詳細に探求し、結果のランダム状態の量子的性質について検討する。
• 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: Even the most classical states are still governed by quantum theory. A number of physical systems can be described by their Majorana constellations of points on the surface of a sphere, where concentrated constellations and highly symmetric distributions correspond to the least and most quantum states, respectively. If these points are chosen randomly, how quantum will the resultant state be, on average? We explore this simple conceptual question in detail, investigating the quantum properties of the resulting random states. We find these states to be far from the norm, even in the large-number-of-particles limit, where classical intuition often replaces quantum properties, making random Majorana constellations peculiar and intriguing. Moreover, we study their usefulness in the context of rotation sensing and find numerical evidence of their robustness against dephasing and particle loss. We realize these states experimentally using light's orbital angular momentum degree of freedom and implement arbitrary unitaries with a multiplane light conversion setup to demonstrate the rotation sensing. Our findings open up new possibilities for quantum-enhanced metrology.
• Abstract（参考訳）: 最も古典的な状態でさえも、量子論によって支配されている。 多くの物理系は、球面上の点のマヨラナ星座によって記述でき、そこでは、集中した星座と高対称性の分布が、それぞれ最小の量子状態と最も多くの量子状態に対応する。 もしこれらの点がランダムに選択されたら、結果として得られる状態は平均してどれだけ量子になるのか? この単純な概念的な問題を詳細に探求し、結果のランダム状態の量子的性質について検討する。 これらの状態は、古典的な直観がしばしば量子的性質に取って代わり、ランダムなマヨラナ星座が特異で興味をそそられるような大きな粒子の極限でさえも、標準から遠く離れている。 さらに,回転センシングの文脈におけるそれらの有用性について検討し,デファス化や粒子損失に対するロバスト性を示す数値的証拠を見出した。 これらの状態は、光の軌道角運動量自由度を用いて実験的に実現し、回転センシングを実証するために、多面体光変換装置による任意のユニタリを実装した。 我々の発見は量子化メトロジーの新たな可能性を開く。

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