論文の概要: Unified theory of classical and quantum signal sensing with a qubit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.02307v1
- Date: Fri, 4 Aug 2023 13:18:21 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-08-07 13:04:12.479882
- Title: Unified theory of classical and quantum signal sensing with a qubit
- Title(参考訳): 量子ビットを用いた古典・量子信号センシングの統一理論
- Authors: Wen-Long Ma
- Abstract要約: 本研究では,ラムゼイ干渉計による静的量子信号を量子センサで検出する枠組みを提案する。
このフレームワークは、量子信号演算子の固有値を同時に推定する新しいアプローチに基づいている。
我々は、スピンスターモデルにおいて、複数の標的量子ビットと個別結合強度を同時に検出できることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.5482532589225552
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum sensing protocols typically uses a quantum sensor to sense classical
signals with the standard Ramsey inteferometry measurements. The classical
signals are often real numbers determining the sensor Hamiltonian. However, for
a senor embedded in a quantum environment, the signal to detect may be a
quantum operator on a target quantum system. There is still no systematic
method to detect such a quantum signal. Here we provide a general framework to
sense static quantum signals with a qubit sensor by the Ramsey interferometry
measurements, with the static classical signal sensing incorporated as a
special case. This framework is based on a novel approach to simultaneously
estimating the eigenvalues of the quantum signal operator with sequential
projective measurements of the sensor, which can extract useful information
about the target quantum system. The scheme can also be extended to sense ac
quantum signals with dynamical decoupling control of the sensor. As an example,
we show that a qubit sensor can simultaneously detect the individual coupling
strengths with multiple target qubits in a spin-star model.
- Abstract(参考訳): 量子センシングプロトコルは典型的には量子センサーを使用して標準ラムゼーインテフェロメトリ測定で古典的な信号を検知する。
古典的な信号はしばしばセンサーハミルトニアンを決定する実数である。
しかし、量子環境に埋め込まれたセンサーの場合、検出する信号はターゲット量子系の量子演算子である可能性がある。
このような量子信号を検出する体系的な方法はまだ存在しない。
ここでは、ラムゼイ干渉計による量子ビットセンサを用いた静的量子信号検出のための汎用フレームワークを提案し、特殊な例として静的古典信号センシングを組み込んだ。
このフレームワークは、量子信号演算子の固有値とセンサの逐次射影測定を同時に推定する新しいアプローチに基づいており、ターゲットの量子システムに関する有用な情報を抽出することができる。
このスキームは、センサーの動的デカップリング制御によって交流量子信号を検出するために拡張することもできる。
例えば、量子ビットセンサはスピンスターモデルにおいて、複数のターゲット量子ビットと個々の結合強度を同時に検出できることを示す。
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