論文の概要: Achieving the fundamental quantum limit of linear waveform estimation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.06253v3
• Date: Mon, 26 Feb 2024 18:23:09 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-28 22:40:56.784071
• Title: Achieving the fundamental quantum limit of linear waveform estimation
• Title（参考訳）: 線形波形推定の基本量子限界を達成する
• Authors: James W. Gardner, Tuvia Gefen, Simon A. Haine, Joseph J. Hope, and Yanbei Chen
• Abstract要約: 特定のケースでは、既知の波形推定量子クラム・ラオバウンドと、デバイスからの出力モードの2次測定による最適感度との間には、説明がつかないギャップがある。 我々は,このギャップを,基本精度限界,波形推定,Holevo Cram'er-Rao Bound,および非定常測定を用いて実現する方法によって解決する。
• 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: Sensing a classical signal using a linear quantum device is a pervasive application of quantum-enhanced measurement. The fundamental precision limits of linear waveform estimation, however, are not fully understood. In certain cases, there is an unexplained gap between the known waveform-estimation Quantum Cram\'er-Rao Bound and the optimal sensitivity from quadrature measurement of the outgoing mode from the device. We resolve this gap by establishing the fundamental precision limit, the waveform-estimation Holevo Cram\'er-Rao Bound, and how to achieve it using a nonstationary measurement. We apply our results to detuned gravitational-wave interferometry to accelerate the search for post-merger remnants from binary neutron-star mergers. If we have an unequal weighting between estimating the signal's power and phase, then we propose how to further improve the signal-to-noise ratio by a factor of $\sqrt2$ using this nonstationary measurement.
• Abstract（参考訳）: 線形量子デバイスを用いた古典信号のセンシングは、量子エンハンス計測の広汎な応用である。 しかし線形波形推定の基本精度限界は完全には理解されていない。 あるケースでは、既知の波形推定量子クレーア・ラオ境界と、デバイスからの出力モードの2次測定による最適感度との間に説明できないギャップがある。 我々は、このギャップを、基本的な精度限界、波形推定のHorevo Cram\'er-Rao Boundを確立することで解決する。 我々は,二元中性子星融合後の残差の探索を加速するために,デチューン重力波干渉法に適用する。 信号のパワーと位相を推定する間の重み付けが不等ければ、この非定常測定を用いて信号対雑音比を$\sqrt2$ でさらに改善する方法を提案する。

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