論文の概要: Saturating the one-axis twisting quantum Cram\'{e}r-Rao bound with a
total spin readout
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.11462v3
- Date: Mon, 4 Mar 2024 03:46:53 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-07 04:32:29.507946
- Title: Saturating the one-axis twisting quantum Cram\'{e}r-Rao bound with a
total spin readout
- Title（参考訳）: 全スピン読み出しによる1軸ツイスト量子Cram\'{e}r-Rao結合の飽和
- Authors: T.J. Volkoff and Michael J. Martin
- Abstract要約: 干渉法における最低量子Cram'er-Raoの1軸ツイストコヒーレント状態は,プロトコルのモーメント誤差によって飽和していることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We show that the lowest quantum Cram\'{e}r-Rao bound achievable in
interferometry with a one-axis twisted spin coherent state is saturated by the
asymptotic method of moments error of a protocol that uses one call to the
one-axis twisting, one call to time-reversed one-axis twisting, and a final
total spin measurement (i.e., a twist-untwist protocol). The result is derived
by first showing that the metrological phase diagram for one-axis twisting is
asymptotically characterized by a single quantum Fisher information value
$N(N+1)/2$ for all times, then constructing a twist-untwist protocol having a
method of moments error that saturates this value. The case of finite-range
one-axis twisting is similarly analyzed, and a simple functional form for the
metrological phase diagram is found in both the short-range and long-range
interaction regimes. Numerical evidence suggests that the finite-range
analogues of twist-untwist protocols can exhibit a method of moments error that
asymptotically saturates the lowest quantum Cram\'{e}r-Rao bound achievable in
interferometry with finite-range one-axis twisted spin coherent states for all
interaction times.
- Abstract（参考訳）: 1軸ねじれスピンコヒーレント状態を持つ干渉法において、最小の量子クレード(e)r-rao境界は、1軸ツイストへの1回の呼び出し、時間反転1軸ツイストへの呼び出し、最終的な全スピン測定(すなわちツイスト・アントウィストプロトコル)の漸近誤差法によって飽和していることを示す。
この結果は、まず、1軸ねじれのメロジカル位相図が1つの量子フィッシャー情報値$N(N+1)/2$で常に漸近的に特徴づけられ、その後、この値が飽和するモーメントの方法を持つツイスト・アンウィストプロトコルを構築することによって導かれる。
有限レンジ一軸ねじれの場合も同様に解析され、短レンジと長距離の相互作用状態の両方において、メトロジカル位相図の単純な関数形式が見つかる。
数値的な証拠は、ツイスト型プロトコルの有限レンジ類似は、すべての相互作用時間に対して有限レンジの1軸ツイストスピンコヒーレント状態と干渉法で達成可能な最低量子Cram\'{e}r-Rao境界を漸近的に飽和させるモーメント誤差の方法を示すことができることを示唆している。
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