論文の概要: Holevo Cram\'er-Rao Bound for waveform estimation of gravitational waves

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.06253v2
• Date: Mon, 14 Aug 2023 21:56:45 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-16 15:38:05.701267
• Title: Holevo Cram\'er-Rao Bound for waveform estimation of gravitational waves
• Title（参考訳）: 重力波波形推定のためのholevo cram\'er-raoバウンド
• Authors: James W. Gardner, Tuvia Gefen, Simon A. Haine, Joseph J. Hope, and Yanbei Chen
• Abstract要約: 重力波干渉計は感度を高めるために変形することができる。 標準変分読み出し方式の感度は、波形推定量子クラム・ラオバウンドに到達しない。 そこで本研究では,感度を著しく向上する新しい測定手法を実験的に提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.363406065066538
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Detecting kilohertz gravitational waves from the post-merger remnants of binary neutron-star mergers could enhance our understanding of extreme matter. To enable this detection, a gravitational-wave interferometer can be detuned to increase its kilohertz sensitivity. The precision limits of detuned interferometers and other cavity--based quantum sensors, however, are not well understood. The sensitivity of the standard variational readout scheme does not reach the waveform-estimation Quantum Cram\'er-Rao Bound. We establish the fundamental precision limit, the waveform-estimation Holevo Cram\'er-Rao Bound, by identifying the incompatibility of the na\"ive estimates of the signal's cosine and sine phases. For an equal weighting between the phases, we prove that the standard scheme is indeed optimal. For unequal weights, however, we propose an experimental realisation of a new measurement scheme to significantly improve the sensitivity. This scheme could facilitate kilohertz gravitational-wave astronomy and has broader applications to detuned cavity--based quantum metrology.
• Abstract（参考訳）: 中性子星と中性子星の融合後の残骸からキロヘルツ重力波を検出することで、極端物質の理解を深めることができた。 この検出を可能にするため、重力波干渉計を変形させてキロヘルツ感度を高めることができる。 しかし、デチューテッド干渉計や他のキャビティベースの量子センサーの精度限界はよく理解されていない。 標準変分読み出し方式の感度は、波形推定量子Cram\'er-Rao境界に達しない。 我々は、信号のコサインと正弦相の「5」推定の不整合性を特定することにより、基本精度限界、波形推定のホレボ・クラム・ラオバウンドを確立する。 位相間の等重み付けについては、標準スキームが本当に最適であることを示す。 しかし, 不等度重みに対しては, 感度を著しく向上させる新しい測定手法を実験的に実現することを提案する。 このスキームはキロヘルツ重力波天文学を助長し、空洞型量子計測に広く応用することができる。

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