論文の概要: Restoring metrological quantum advantage of measurement precision in noisy scenario

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.05537v2
• Date: Mon, 19 Dec 2022 09:45:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-19 19:32:31.615676
• Title: Restoring metrological quantum advantage of measurement precision in noisy scenario
• Title（参考訳）: ノイズシナリオにおける測定精度の回復量子的優位性
• Authors: Aparajita Bhattacharyya, Ahana Ghoshal, Ujjwal Sen
• Abstract要約: 強調ノイズの存在下では、ハミルトニアン系のパラメータを推定する際の最小不確かさのフィッシャー情報に基づく下界において量子的優位性が得られる。 最大絡み合ったプローブによる周波数推定における精度の回復は、系粒子間のイジング相互作用または横方向の磁場またはその両方によって達成できる。
• 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 show that in presence of a dephasing noise, quantum advantage can be obtained in the Fisher information-based lower bound of the minimum uncertainty in estimating parameters of the system Hamiltonian. The quantum advantage refers here to the benefit of initiating with a maximally entangled state instead of a product one. This quantum advantage was known to vanish in the same noisy scenario for a frequency estimation protocol. Restoration of the better precision in frequency estimation with maximally entangled probes can be attained via an Ising interaction between system particles or a magnetic field applied in the transverse direction or both. A quantum advantage can also be obtained while estimating the strength of the introduced magnetic field along the transverse direction, whereas for the instances considered, no quantum advantage is achieved in measuring the coupling parameter of the Ising interaction. We also investigate the dependence of measurement precision on the entanglement content, which is not necessarily maximal, of the initial states. The precision in estimation of frequency and of transverse field strength increases monotonically with the increase of entanglement content of the initial state, while the same of coupling parameter of the Ising interaction, shows a non-monotonic behavior.
• Abstract（参考訳）: 劣化雑音の存在下では、ハミルトニアン系のパラメータ推定における最小不確かさのフィッシャー情報に基づく下界において量子的優位性が得られることを示す。 量子アドバンテージ(quantum advantage)とは、生成物の代わりに最大に絡み合った状態を開始することの利点を指す。 この量子的優位性は、周波数推定プロトコルの同じノイズシナリオで消えることが知られている。 最大絡み合ったプローブによる周波数推定における精度の回復は、系粒子間のイジング相互作用または横方向の磁場またはその両方によって達成できる。 また、導入した磁場の強みを横方向に沿って推定しながら量子的優位性を得ることができるが、検討された場合、Ising相互作用のカップリングパラメータの測定において量子的優位性は得られない。 また,初期状態の最大値ではない絡み合い量に対する測定精度の依存性についても検討した。 周波数推定の精度と横磁場強度は初期状態の絡み合い量の増加とともに単調に増大するが、イジング相互作用の結合パラメータと同様、非単調な挙動を示す。

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