論文の概要: Error-Mitigated Quantum Metrology via Virtual Purification

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.01850v5
• Date: Sat, 17 Dec 2022 08:21:59 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-06 00:05:09.325048
• Title: Error-Mitigated Quantum Metrology via Virtual Purification
• Title（参考訳）: 仮想浄化による誤り緩和量子メトロロジー
• Authors: Kaoru Yamamoto, Suguru Endo, Hideaki Hakoshima, Yuichiro Matsuzaki, Yuuki Tokunaga
• Abstract要約: 本稿では,未知のゆらぎ雑音を除去できる誤差緩和量子メトロジーを提案する。 提案プロトコルは,時間的不均一なバイアス誘導ノイズを伴って,系統的誤りを軽減し,超古典的スケーリングを現実的に回復することを示す。
• 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: Quantum metrology with entangled resources aims to achieve sensitivity beyond the standard quantum limit by harnessing quantum effects even in the presence of environmental noise. So far, sensitivity has been mainly discussed from the viewpoint of reducing statistical errors under the assumption of perfect knowledge of a noise model. However, we cannot always obtain complete information about a noise model due to coherence time fluctuations, which are frequently observed in experiments. Such unknown fluctuating noise leads to systematic errors and nullifies the quantum advantages. Here, we propose an error-mitigated quantum metrology that can filter out unknown fluctuating noise with the aid of purification-based quantum error mitigation. We demonstrate that our protocol mitigates systematic errors and recovers superclassical scaling in a practical situation with time-inhomogeneous bias-inducing noise. Our results reveal the usefulness of purification-based error mitigation for unknown fluctuating noise, thus paving the way not only for practical quantum metrology but also for quantum computation affected by such noise.
• Abstract（参考訳）: 絡み合った資源を持つ量子計測は、環境騒音の存在下でも量子効果を利用して標準量子限界を超える感度を達成することを目的としている。 これまでのところ,ノイズモデルの完全知識を前提として,統計誤差の低減の観点からは,感度が主に議論されてきた。 しかし、実験で頻繁に観測されるコヒーレンス時間変動により、常にノイズモデルに関する完全な情報を得ることはできない。 このような未知の変動ノイズは系統的な誤りをもたらし、量子的な利点を無効にする。 本稿では,未知の変動雑音を浄化に基づく量子誤差緩和の助けを借りてフィルタする,誤差緩和量子メトロロジーを提案する。 本プロトコルは系統的誤りを軽減し,時間的不均質なバイアス誘発ノイズを伴う実用的な状況下での超古典的スケーリングを回復する。 その結果,未知変動雑音に対する浄化に基づく誤差緩和の有用性が明らかとなり,実用的な量子計測だけでなく,そのノイズに影響を受ける量子計算にも応用できる可能性が示唆された。

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