論文の概要: Quantum sensing of phase-covariant optical channels
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.15256v1
- Date: Tue, 27 Jun 2023 07:29:33 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-28 14:19:39.197332
- Title: Quantum sensing of phase-covariant optical channels
- Title（参考訳）: 位相共変光チャネルの量子センシング
- Authors: Ranjith Nair and Mile Gu
- Abstract要約: 我々は、アンシラ支援量子センシングによる普遍的な(プローブと測定に依存しない)性能境界を得る。
このような制約のある問題に対して、チャネルを探索するモードの減少状態が光子数で対角となる最適アンシラ絡みプローブが常に見つかることを示す。
- 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 obtain universal (i.e., probe and measurement-independent) performance
bounds on ancilla-assisted quantum sensing of multiple parameters of
phase-covariant optical channels under energy and mode-number constraints. We
first show that for any such constrained problem, an optimal ancilla-entangled
probe can always be found whose reduced state on the modes probing the channel
is diagonal in the photon-number basis. For parameters that are encoded in
single-mode Gaussian channels, we derive a universal upper bound on the quantum
Fisher information matrix that delineates the roles played by the energy and
mode constraints. We illustrate our results for sensing of the transmittance of
a thermal loss channel under both the no-passive-signature and
passive-signature paradigms, and in the problem of sensing the noise variance
of an additive-noise channel. In both cases, we show that two-mode squeezed
vacuum probes are near-optimal under the constraints in the regime of low
signal brightness, i.e., per-mode average photon number. More generally, our
work sets down a uniform framework for readily evaluating universal limits for
any sensing problem involving Gaussian channels.
- Abstract（参考訳）: エネルギーおよびモード数制約下で位相共変光チャネルの複数のパラメータのancilla支援量子センシングにおける普遍的(すなわちプローブおよび測定非依存)性能境界を得る。
まず, 任意の制約付き問題に対して, チャネルを探索するモードの縮小状態が光子数ベースで対角となるような, 最適なアンシラエンタングルプローブが常に見つかることを示す。
単一モードガウスチャネルにエンコードされるパラメータに対しては、エネルギーとモードの制約によって果たす役割を記述する量子フィッシャー情報行列の普遍上界を導出する。
そこで本研究では,no-passive-signature と passive-signature の両パラダイム下で熱損失チャネルの透過率を検知し,付加雑音チャネルのノイズ分散を検知する。
いずれの場合においても、2モードスクイーズド真空プローブは低信号輝度、すなわち1モード平均光子数という条件の下でほぼ最適であることを示す。
より一般的に、我々の研究はガウスチャネルを含むあらゆる知覚問題に対する普遍的限界を容易に評価するための統一的な枠組みを定めている。
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