論文の概要: Modeling Quantum Enhanced Sensing on a Quantum Computer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.08187v1
- Date: Fri, 16 Sep 2022 22:29:16 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-26 09:16:47.242691
- Title: Modeling Quantum Enhanced Sensing on a Quantum Computer
- Title（参考訳）: 量子コンピュータ上での量子強化センシングのモデル化
- Authors: Cindy Tran, Tanaporn Na Narong, Eric S. Cooper
- Abstract要約: 量子コンピュータは、現代の干渉法実験で用いられる量子干渉と絡み合いを直接シミュレーションすることができる。
現代精密センサにおける量子力学と絡み合いの役割を実証する2つの量子回路モデルを提案する。
- 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: Quantum computers allow for direct simulation of the quantum interference and
entanglement used in modern interferometry experiments with applications
ranging from biological sensing to gravitational wave detection. Inspired by
recent developments in quantum sensing at the Laser Interferometer
Gravitational-wave Observatory (LIGO), here we present two quantum circuit
models that demonstrate the role of quantum mechanics and entanglement in
modern precision sensors. We implemented these quantum circuits on IBM quantum
processors, using a single qubit to represent independent photons traveling
through the LIGO interferometer and two entangled qubits to illustrate the
improved sensitivity that LIGO has achieved by using non-classical states of
light. The one-qubit interferometer illustrates how projection noise in the
measurement of independent photons corresponds to phase sensitivity at the
standard quantum limit. In the presence of technical noise on a real quantum
computer, this interferometer achieves the sensitivity of 11\% above the
standard quantum limit. The two-qubit interferometer demonstrates how
entanglement circumvents the limits imposed by the quantum shot noise,
achieving the phase sensitivity 17\% below the standard quantum limit. These
experiments illustrate the role that quantum mechanics plays in setting new
records for precision measurements on platforms like LIGO. The experiments are
broadly accessible, remotely executable activities that are well suited for
introducing undergraduate students to quantum computation, error propagation,
and quantum sensing on real quantum hardware.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピュータは、生物学的センシングから重力波検出に至るまで、現代の干渉測定実験で用いられる量子干渉と絡み合いを直接シミュレーションすることができる。
レーザー干渉計重力波観測装置 (ligo) における最近の量子センシングの発展に触発されて, 現代の精密センサにおける量子力学と絡み合いの役割を示す2つの量子回路モデルを提案する。
これらの量子回路をibm量子プロセッサに実装し、単一量子ビットを用いてligo干渉計と2つの絡み合った量子ビットを独立光子として表現し、ligoが非古典的な光状態を用いて達成した感度の向上を示す。
1量子干渉計は、独立光子の測定における射影ノイズが標準量子限界における位相感度とどのように対応するかを示す。
実際の量子コンピュータに技術的ノイズが存在する場合、この干渉計は標準量子限界より11\%高い感度を達成する。
2ビット干渉計は、量子ショットノイズによって課される制限をエンタングルメントが回避し、標準量子限界より17倍低い位相感度を達成することを示す。
これらの実験は、LIGOのようなプラットフォーム上での精度測定のために新しいレコードを設定する際に量子力学が果たす役割を説明している。
実験は、学生に量子計算、エラー伝播、量子センシングを実際の量子ハードウェアに導入するのに適した、広くアクセス可能でリモート実行可能なアクティビティである。
関連論文リスト
- QuantumSEA: In-Time Sparse Exploration for Noise Adaptive Quantum
Circuits [82.50620782471485]
QuantumSEAはノイズ適応型量子回路のインタイムスパース探索である。
1)トレーニング中の暗黙の回路容量と(2)雑音の頑健さの2つの主要な目標を達成することを目的としている。
提案手法は, 量子ゲート数の半減と回路実行の2倍の時間節約で, 最先端の計算結果を確立する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-10T22:33:00Z) - Toward coherent quantum computation of scattering amplitudes with a
measurement-based photonic quantum processor [0.0]
格子QCDにより現在アクセス不能な散乱可観測物の研究に量子光学シミュレーションを用いることの可能性について論じる。
計測に基づくフォトニック量子コンピューティングの最近の進歩は、必要なエキゾチックゲートを決定論的に生成するために活用できることが示されている。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-19T21:36:07Z) - Measurement-induced entanglement and teleportation on a noisy quantum
processor [105.44548669906976]
最大70個の超伝導量子ビット上の測定誘起量子情報相について検討した。
二重性マッピングを用いて、中間回路の測定を回避し、基礎となる位相の異なる表現にアクセスする。
我々の研究は、現在のNISQプロセッサの限界であるスケールでの計測誘起物理を実現するためのアプローチを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-08T18:41:53Z) - Integrated Quantum Optical Phase Sensor [48.7576911714538]
ニオブ酸リチウム薄膜で作製したフォトニック集積回路について述べる。
我々は2階非線形性を用いてポンプ光と同じ周波数で圧縮状態を生成し、回路制御と電気光学によるセンシングを実現する。
このようなチップ上のフォトニクスシステムは、低消費電力で動作し、必要なすべての機能を1つのダイに統合することで、量子光学センサーの新たな機会が開けることを期待している。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-19T18:46:33Z) - Tunable photon-mediated interactions between spin-1 systems [68.8204255655161]
我々は、光子を媒介とする効果的なスピン-1系間の相互作用に、光遷移を持つマルチレベルエミッタを利用する方法を示す。
本結果は,空洞QEDおよび量子ナノフォトニクス装置で利用可能な量子シミュレーションツールボックスを拡張した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-03T14:52:34Z) - A Quantum Optical Microphone in the Audio Band [0.6390904258458897]
標準強度測定により光位相シフトを推定する手法を提案する。
オーディオ帯域に量子光マイクロホンを実装した。
量子録音された単語は、音声認識閾値を$-0.57, textdB_textSPL$で改善し、量子アドバンテージを可聴化する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-04-26T16:43:22Z) - Quantum jump metrology in a two-cavity network [0.0]
干渉計では、量子物理学は測定精度を高めるために用いられる。
もう一つのアプローチは量子力学ジャンプ (L. A. Clark et al., Phys A 99, 022102] である。
提案手法は、複雑な量子状態がスケーラブルである必要なしに、標準的な量子限界を超えることができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-01-12T10:53:24Z) - Characterizing quantum instruments: from non-demolition measurements to
quantum error correction [48.43720700248091]
量子情報処理では、量子演算はしばしば古典的なデータをもたらす測定とともに処理される。
非単位の動的プロセスは、一般的な量子チャネルの記述が時間進化を記述するのに失敗するシステムで起こりうる。
量子測定は古典的な出力と測定後の量子状態の両方を計測するいわゆる量子機器によって正しく扱われる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-10-13T18:00:13Z) - Quantum-enhanced radiometry via approximate quantum error correction [0.22932165857761397]
我々は、異なるエンコーディングを持つボソニックプローブによるセンシングにおける量子増強の実験的なデモンストレーションを報告する。
実用的な放射線測定のシナリオでは、受信モードの励起人口を測定する際に、感度が5.3dB向上し、9.1times10-4,mathrmHz-1/2$に達する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-18T14:24:22Z) - Information Scrambling in Computationally Complex Quantum Circuits [56.22772134614514]
53量子ビット量子プロセッサにおける量子スクランブルのダイナミクスを実験的に検討する。
演算子の拡散は効率的な古典的モデルによって捉えられるが、演算子の絡み合いは指数関数的にスケールされた計算資源を必要とする。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-01-21T22:18:49Z) - Coherently driven photonic de Broglie Sagnac interferometer [0.0]
フォトニック・デ・ブロイ波(PBW)は、量子メトロジーにおいてそのような利得の鍵となる特徴である。
新しいタイプのPBWは、改良されたサニャック干渉計の潜在的な応用のために提示される。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-02-05T12:32:33Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。