論文の概要: Experimental super-Heisenberg quantum metrology with indefinite gate order

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.17223v1
• Date: Thu, 30 Mar 2023 08:39:42 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-31 13:56:57.746132
• Title: Experimental super-Heisenberg quantum metrology with indefinite gate order
• Title（参考訳）: 非定値ゲート秩序を持つ超ハイゼンベルク量子メトロロジー
• Authors: Peng Yin, Xiaobin Zhao, Yuxiang Yang, Yu Guo, Wen-Hao Zhang, Gong-Chu Li, Yong-Jian Han, Bi-Heng Liu, Jin-Shi Xu, Giulio Chiribella, Geng Chen, Chuan-Feng Li, and Guang-Can Guo
• Abstract要約: 本稿では,2つの因果順序を重畳した独立過程の2つの群を探索することにより,ハイゼンベルク極限を超えるプロトコルを提案する。 我々の結果は、N とは独立な初期エネルギーを持つ単光子プローブのみを必要とする。 本実験は連続変数系における不確定因果順序の実証を特徴とする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.812571938093827
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The precision of quantum metrology is widely believed to be restricted by the Heisenberg limit, corresponding to a root mean square error that is inversely proportional to the number of independent processes probed in an experiment, N. In the past, some proposals have challenged this belief, for example using non-linear interactions among the probes. However, these proposals turned out to still obey the Heisenberg limit with respect to other relevant resources, such as the total energy of the probes. Here, we present a photonic implementation of a quantum metrology protocol surpassing the Heisenberg limit by probing two groups of independent processes in a superposition of two alternative causal orders. Each process creates a phase space displacement, and our setup is able to estimate a geometric phase associated to two sets of N displacements with an error that falls quadratically with N. Our results only require a single-photon probe with an initial energy that is independent of N. Using a superposition of causal orders outperforms every setup where the displacements are probed in a definite order. Our experiment features the demonstration of indefinite causal order in a continuous-variable system, and opens up the experimental investigation of quantum metrology setups boosted by indefinite causal order.
• Abstract（参考訳）: 量子メトロロジーの精度は、実験で観測された独立過程の数に反比例する根平均二乗誤差に対応するハイゼンベルク極限(英語版)(heisenberg limit)によって制限されていると広く信じられている。 しかし、これらの提案は、プローブの総エネルギーなど他の関連する資源に関してハイゼンベルク限界に従うことが判明した。 ここでは、2つの代替因数順序の重ね合わせで2つの独立過程の群を探索することにより、ハイゼンベルク極限を超える量子メトロジープロトコルのフォトニック実装を提案する。 各プロセスは位相空間の変位を生成し、このセットアップは2組のn変位に付随する幾何位相を推定することができ、誤差はnと二乗的に落ちる。この結果は、nとは独立な初期エネルギーを持つ単光子プローブのみを必要とする。 本実験は,連続変数系における不定因果秩序の実証を特徴とし,不定因果秩序によって促進される量子メソロジーの設定に関する実験的研究を開放する。

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