論文の概要: Advantage of quantum coherence in postselected metrology

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.05285v1
• Date: Sat, 10 Dec 2022 12:14:39 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-09 17:40:00.574505
• Title: Advantage of quantum coherence in postselected metrology
• Title（参考訳）: ポストセレクトメトロジーにおける量子コヒーレンスの有用性
• Authors: Shao-Jie Xiong, Peng-Fei Wei, Huang-Qiu-Chen Wang, Lei Shao, Yong-Nan Sun, Jing Liu, Zhe Sun and Xiao-Guang Wang
• Abstract要約: 弱値増幅におけるポストセレクションの利点は、量子コヒーレンスなしでは達成できないことを示す。 我々は、準備、測定、量子コヒーレンスの間の分析的トレードオフ関係を導出する。 実験および理論的結果はよく一致しており、量子コヒーレンスが資源コストの拘束において重要な役割を果たすことを示している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 14.770057523456476
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In conventional measurement, to reach the greatest accuracy of parameter estimation, all samples must be measured since each independent sample contains the same quantum Fisher information. In postselected metrology, postselection can concentrate the quantum Fisher information of the initial samples into a tiny post-selected sub-ensemble. It has been proven that this quantum advantage can not be realized in any classically commuting theory. In this work, we present that the advantage of postselection in weak value amplification (WVA) can not be achieved without quantum coherence. The quantum coherence of the initial system is closely related to the preparation costs and measurement costs in parameter estimation. With the increase of initial quantum coherence, the joint values of preparation costs and measurement costs can be optimized to smaller. Moreover, we derive an analytical tradeoff relation between the preparation, measurement and the quantum coherence. We further experimentally test the tradeoff relation in a linear optical setup. The experimental and theoretical results are in good agreement and show that the quantum coherence plays a key role in bounding the resource costs in the postselected metrology process.
• Abstract（参考訳）: 従来の測定では、パラメータ推定の最大精度に達するためには、各独立したサンプルが同じ量子フィッシャー情報を持っているため、すべてのサンプルを測定する必要がある。 ポストセレクトメロジでは、ポストセレクションは初期サンプルの量子フィッシャー情報を小さなポストセレクトサブアンサンブルに集約することができる。 この量子アドバンテージは古典的可換理論では実現できないことが証明されている。 本研究では、弱値増幅(WVA)におけるポストセレクションの利点を量子コヒーレンスなしでは達成できないことを示す。 初期系の量子コヒーレンスはパラメータ推定における準備コストと測定コストと密接に関連している。 初期量子コヒーレンスの増加に伴い、準備コストと測定コストの合同値はより小さく最適化できる。 さらに, 調製, 測定, 量子コヒーレンス間の解析的トレードオフ関係を導出した。 さらに線形光学装置におけるトレードオフ関係を実験的に検証する。 実験および理論的結果はよく一致しており、量子コヒーレンスが、選択後メトロジープロセスにおける資源コストの束縛において重要な役割を果たすことを示している。

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