論文の概要: Multiparameter quantum metrology in the Heisenberg Limit regime: many repetition scenario vs. full optimization

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.09541v3
• Date: Mon, 18 Jul 2022 10:30:29 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-21 20:33:53.644674
• Title: Multiparameter quantum metrology in the Heisenberg Limit regime: many repetition scenario vs. full optimization
• Title（参考訳）: ハイゼンベルク極限系におけるマルチパラメータ量子メトロロジー:多くの反復シナリオと完全最適化
• Authors: Wojciech G\'orecki, Rafa{\l} Demkowicz-Dobrza\'nski
• Abstract要約: 本研究は,全てのパラメータを同時に測定することの潜在的な利点を推定することと比較して検討する。 特に、$N$ tangled spin-$1/2$ を用いた磁場センシングの問題は、純粋にクラマー・ラオ形式に基づく予測が過度に悲観的であることを示している。 ミニマックス法は、全てのパラメータを共同で測定することの優位性を明らかにする一方、クラムエル・ラオ法はそのような利点の欠如を示している。
• 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: We discuss the Heisenberg limit in the multiparameter metrology within two different paradigms -- the one, where the measurement is repeated many times (so the Cram\'er-Rao bound is guaranteed to be asymptotically saturable) and the second one, where all the resources are allocated into one experimental realization (analyzed with the mimimax approach). We investigate the potential advantage of measuring all the parameter simultaneously compared to estimating them individually, while spending the same total amount of resources. We show that in general the existence of such an advantage, its magnitude and conditions under which it occurs depends on which of the two paradigms has been chosen. In particular, for the problem of magnetic field sensing using $N$ entangled spin-$1/2$, we show that the predictions based purely on the Cram\'er-Rao formalism may be overly pessimistic in this matter -- the minimax approach reveals the superiority of measuring all the parameters jointly whereas the Cram\'er-Rao approach indicates lack of such an advantage.
• Abstract（参考訳）: 2つの異なるパラダイムの多パラメータ距離論におけるハイゼンベルク極限について論じる - 測定が何度も繰り返される(したがって、クラム=ラオ境界は漸近的に飽和することが保証される)ものと、全ての資源を1つの実験的実現(mimimaxアプローチで解析)に割り当てる2つである。 本研究は,全パラメータを個別に推定するのに対して,同じ資源を消費しながら同時に測定する可能性について検討する。 一般に、そのような利点の存在、その大きさとそれが起こる条件は、どちらのパラダイムが選択されたかによって異なることを示す。 特に、n$ エンタングルスピン-1/2$を用いた磁場センシングの問題については、クラム・ラーオ形式に基づく予測は、この問題において過度に悲観的であり、minimaxのアプローチは全てのパラメータを共同で測定する優越性を示すが、クラム・ラーオのアプローチはそのような利点がないことを示している。

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