論文の概要: Evaluating the quantum Ziv-Zakai bound in noisy environments
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.11436v1
- Date: Tue, 22 Mar 2022 03:17:11 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-21 03:06:33.105011
- Title: Evaluating the quantum Ziv-Zakai bound in noisy environments
- Title（参考訳）: 雑音環境における量子Ziv-Zakaiの評価
- Authors: Shoukang Chang, Wei Ye, Xuan Rao, Huan Zhang, Mengmeng Luo, Yuetao
Chen, Shaoyan Gao, and Liyun Hu
- Abstract要約: 非常に非ガウス的な状態において、量子Ziv-Zakai境界(QZZB)は、利用可能な精度の低い境界を提供する。
我々は,コヒーレント状態 (CS) ,シングルモード圧縮真空状態 (SMSVS) ,2モード圧縮真空状態 (TMSVS) など,複数のガウス的資源に対する推定性能を示す。
その結果,SMSVS や TMSVS と比較すると,CS のQZZB は光子損失環境下での予測性能が常に良好であることが示唆された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.999303488543395
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In the highly non-Gaussian regime, the quantum Ziv-Zakai bound (QZZB)
provides a lower bound on the available precision, demonstrating the better
performance compared with the quantum Cram\'er-Rao bound. However, evaluating
the impact of a noisy environment on the QZZB without applying certain
approximations proposed by Tsang [Phys. Rev. Lett. 108, 230401 (2012)] remains
a difficult challenge. In this paper, we not only derive the general form of
the QZZB with the photon loss and the phase diffusion by invoking the technique
of integration within an ordered product of operators, but also show its
estimation performance for several different Gaussian resources, such as a
coherent state (CS), a single-mode squeezed vacuum state (SMSVS) and a two-mode
squeezed vacuum state (TMSVS). Our results indicate that compared with the
SMSVS and the TMSVS, the QZZB for the CS always shows the better estimation
performance under the photon-loss environment. More interestingly, for the
phase-diffusion environment, the estimation performance of the QZZB for the
TMSVS can be better than that for the CS throughout a wide range of
phase-diffusion strength. Our findings will provide a useful guidance for
investigating the noisy quantum parameter estimation.
- Abstract（参考訳）: 極めて非ガウシアンな状態において、量子ジフザカイ境界(qzzb)は利用可能な精度の上限を低くし、量子クレー=ラオ境界よりも優れた性能を示す。
しかし,Tsang (Phys. Rev. Lett. 108, 230401 (2012))の提唱した近似を適用することなく,QZZBに対する雑音環境の影響を評価することは難しい課題である。
本稿では,QZZBの一般形,光子損失,位相拡散を演算子の次数生成物における積分技術によって導出するだけでなく,コヒーレント状態 (CS) や単一モード圧縮真空状態 (SMSVS) ,2モード圧縮真空状態 (TMSVS) など,複数のガウス的資源に対して,その推定性能を示す。
その結果,SMSVS や TMSVS と比較すると,CS のQZZB は光子損失環境下での予測性能が常に良好であることが示唆された。
より興味深いことに、位相拡散環境において、TMSVSのQZZBの推定性能は、幅広い位相拡散強度を通してCSよりも優れている。
本研究は,ノイズを考慮した量子パラメータ推定法を提案する。
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