論文の概要: Simulation of exceptional-point systems on quantum computers for quantum sensing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.12181v2
• Date: Sun, 30 Apr 2023 14:10:29 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-02 17:45:00.292933
• Title: Simulation of exceptional-point systems on quantum computers for quantum sensing
• Title（参考訳）: 量子センシングのための量子コンピュータ上の例外点系のシミュレーション
• Authors: Chetan Waghela and Shubhrangshu Dasgupta
• Abstract要約: 我々は、量子コンピュータに例外点(EP)を示す非エルミート非対角化ハミルトン多様体を実験的に実装した。 本稿では,EPにおけるQFI$(Quantum Fisher Information)の性能をノイズなしで分析する。 我々は、以前に非発散性と考えられていたEPシステムにおいて、$QFI$が実際に分岐していることを実験的に実証し、理論的に示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: There has been debate around applicability of exceptional points (EP) for quantum sensing. To resolve this, we first explore how to experimentally implement the nonhermitian non-diagonalizable Hamiltonians, that exhibit EPs, on quantum computers which run on unitary gates. We propose to use an ancilla-based method in this regard. Next, we show how such Hamiltonians can be used for parameter estimation using quantum computers and analyze its performance in terms of Quantum Fisher Information ($QFI$) at EPs, without noise and in presence of noise. It is well known that $QFI$ of a parameter to be estimated is inversely related to the variance of the parameter by the quantum Cramer-Rao bound. Therefore the divergence of $QFI$ at EPs promise sensing advantages. We experimentally demonstrate and theoretically show that $QFI$ indeed diverges in such EP systems which were earlier considered to be non-divergent.
• Abstract（参考訳）: 量子センシングにおける例外点(EP)の適用性については議論がある。 これを解決するために、我々はまず、ユニタリゲート上で動く量子コンピュータ上でEPを示す非エルミート非対角化ハミルトニアンを実験的に実装する方法を探求する。 本稿では,アンシラを用いた手法を提案する。 次に,そのようなハミルトニアンを量子コンピュータを用いたパラメータ推定に利用し,その性能をepsにおける量子フィッシャー情報(qfi$)を用いて解析し,ノイズを伴わずに評価する。 推定されるパラメータの$qfi$が量子クレーダ-ラオ境界によるパラメータの分散と逆関係であることはよく知られている。 したがって、EPsにおける$QFI$の発散は、感受性の利点を約束する。 qfi$ が実際に非可算であると考えられていたそのような ep システムにおいて発散することを示す実験と理論的に証明した。

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