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

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.12181v3
• Date: Thu, 11 Jan 2024 20:42:25 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-16 00:16:31.154064
• 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: 量子コンピュータを用いたパラメータ推定において,非対角化ハミルトニアンはどのように利用できるかを示す。 量子漁業情報(QFI$)を例外点(EP)で分析する。 我々は、クラウド量子アーキテクチャで実験的に実証し、理論上は、以前に非発散性と考えられていたEPシステムにおいて、$QFI$が実際に分散していることを示します。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: There has been debate around applicability of exceptional points (EP) for quantum sensing. To resolve this, we first explore how to experimentally implement the nonhermitian non-diagonalizable Hamiltonians, that exhibit EPs, in quantum computers which run on unitary gates. We propose to use an ancilla-based method in this regard. Next, we show how such Hamiltonians can be used for parameter estimation using quantum computers and analyze its performance in terms of the Quantum Fisher Information ($QFI$) at EPs, both 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 the $QFI$ at EPs promise sensing advantages. We experimentally demonstrate in a cloud quantum architecture and theoretically show, using Puiseux series, that the $QFI$ 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、我々はまず、ユニタリゲート上で実行される量子コンピュータにおいてepを示す非エルミート的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,量子コンピュータを用いたパラメータ推定やEPにおける量子フィッシャー情報(QFI$)による性能解析において,ノイズやノイズの有無に関わらず,そのようなハミルトニアンはどのように利用できるかを示す。 推定されるパラメータの$qfi$が量子クレーダ-ラオ境界によるパラメータの分散と逆関係であることはよく知られている。 したがって、epsでの$qfi$の発散はセンシングの利点を約束する。 クラウド量子アーキテクチャを実験的に実証し,Puiseuxシリーズを用いて,以前に非発散性と考えられていたEPシステムにおいて,$QFI$が実際に分散していることを示す。

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