論文の概要: Asymptotic behavior of continuous weak measurement and its application to real-time parameter estimation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.02066v1
• Date: Fri, 3 Nov 2023 17:50:45 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2023-11-06 13:20:36.741372
• Title: Asymptotic behavior of continuous weak measurement and its application to real-time parameter estimation
• Title（参考訳）: 連続弱測定の漸近挙動とそのリアルタイムパラメータ推定への応用
• Abstract要約: 磁力計の弱い連続測定の量子軌道について検討した。 1つの実現が与えられたとき、任意の初期状態から始まる量子軌道は、同じ実現固有のエム純状態に収束する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.329298109272387
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The asymptotic quantum trajectory of weak continuous measurement for the magnetometer is investigated. The magnetometer refers to a setup where the field-to-estimate and the measured moment are orthogonal, and the quantum state is governed by the stochastic master equation which, in addition to a deterministic part, depends on the measurement outcomes. We find that the asymptotic behavior is insensitive to the initial state in the following sense: given one realization, the quantum trajectories starting from arbitrary initial states asymptotically converge to the {\em same} realization-specific {\em pure} state. For single-qubit systems, we are able to prove this statement within the framework of Probability Theory by deriving and analyzing an effective one-dimensional stochastic equation. Numerical simulations strongly indicate that the same statement holds for multi-qubit systems. Built upon this conclusion, we consider the problem of real-time parameter estimation whose feasibility hinges on the insensitivity to the initial state, and explicitly propose and test a scheme where the quantum state and the field-to-estimate are updated simultaneously.
• Abstract（参考訳）: 磁力計の弱連続測定の漸近量子軌道について検討した。 磁力計とは、磁場から推定された時間と測定されたモーメントが直交する設定を指し、量子状態は、決定的部分に加えて測定結果に依存する確率的マスター方程式によって制御される。 一つの実現が与えられたとき、任意の初期状態から始まる量子軌道は、漸近的に「em same} 実化特異的な {\em pure} 状態へと収束する。 単量子系では、有効な一次元確率方程式を導出して解析することにより、確率論の枠組みの中でこのステートメントを証明できる。 数値シミュレーションは、マルチキュービットシステムに対して同じステートメントが成り立つことを強く示している。 この結論に基づいて,初期状態に対する無感性に係わる実時間パラメータ推定の問題を考察し,量子状態と場間推定を同時に更新する手法を明示的に提案し,検証する。

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