論文の概要: Opportunities and Limitations in Broadband Sensing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.05520v1
• Date: Thu, 10 Mar 2022 18:18:09 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-22 11:59:50.282768
• Title: Opportunities and Limitations in Broadband Sensing
• Title（参考訳）: ブロードバンドセンシングの機会と限界
• Authors: Anthony M. Polloreno, Jacob L. Beckey, Joshua Levin, Ariel Shlosberg, James K. Thompson, Michael Foss-Feig, David Hayes, Graeme Smith
• Abstract要約: 我々は、統合された量子フィッシャー情報を導入し、あらゆるセンシングプロトコルにおける基本的なトレードオフを具現化した不等式境界を導出する。 これらの不等式は、ある周波数域における感度は、他の場所で感度を低下させるコストで得られなければならないことを示している。 プロトコルにより、非常に広い帯域で未知の周波数の信号が迅速に検出できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.86336038845426
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We consider estimating the magnitude of a monochromatic AC signal that couples to a two-level sensor. For any detection protocol, the precision achieved depends on the signal's frequency and can be quantified by the quantum Fisher information. To study limitations in broadband sensing, we introduce the integrated quantum Fisher information and derive inequality bounds that embody fundamental tradeoffs in any sensing protocol. These inequalities show that sensitivity in one frequency range must come at a cost of reduced sensitivity elsewhere. For many protocols, including those with small phase accumulation and those consisting of $\pi$-pulses, we find the integrated Fisher information scales linearly with $T$. We also find protocols with substantial phase accumulation can have integrated QFI that grows quadratically with $T$, which is optimal. These protocols may allow the very rapid detection of a signal with unknown frequency over a very wide bandwidth.
• Abstract（参考訳）: 2レベルセンサに結合する単色交流信号の大きさを推定することを検討する。 どんな検出プロトコルでも、精度は信号の周波数に依存し、量子フィッシャー情報によって定量化できる。 ブロードバンドセンシングの限界を研究するために,センサプロトコルの基本トレードオフを具現化した量子フィッシャー情報を導入し,不等式境界を導出する。 これらの不等式は、1つの周波数範囲の感度が他の場所の感度を低下させるコストでなければならないことを示している。 小さな位相蓄積を持つプロトコルや$\pi$-pulsesからなるプロトコルを含む多くのプロトコルでは、統合されたフィッシャー情報は$T$で線形にスケールする。 また、位相蓄積がかなり大きいプロトコルは、QFIを統合することができ、QFIは2次的に成長し、$T$は最適である。 これらのプロトコルは、非常に広い帯域で未知の周波数の信号を迅速に検出することができる。

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