論文の概要: Harnessing graph state resources for robust quantum magnetometry under noise

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.18225v1
• Date: Thu, 30 Nov 2023 03:38:35 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-01 18:04:35.572048
• Title: Harnessing graph state resources for robust quantum magnetometry under noise
• Title（参考訳）: 雑音下でのロバスト量子磁気測定のためのグラフ状態資源の利用
• Authors: Phu Trong Nguyen, Trung Kien Le, Hung Q. Nguyen, Le Bin Ho
• Abstract要約: 本研究は, 量子磁気学における対称グラフ状態資源を用いた測定精度の向上に焦点をあてる。 その結果, 単発および複数発のラーモア周波数の推定において有意な改善が認められた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7646713951724011
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Precise measurement of magnetic fields is essential for various applications, such as fundamental physics, space exploration, and biophysics. Although recent progress in quantum engineering has assisted in creating advanced quantum magnetometers, there are still ongoing challenges in improving their efficiency and noise resistance. This study focuses on using symmetric graph state resources for quantum magnetometry to enhance measurement precision by analyzing the estimation theory under Markovian and non-Markovian noise models. The results show a significant improvement in estimating both single and multiple Larmor frequencies. In single Larmor frequency estimation, the quantum Fisher information spans a spectrum from the standard quantum limit to the Heisenberg limit within a periodic range of the Larmor frequency, and in the case of multiple Larmor frequencies, it can exceed the standard quantum limit for both Markovian and non-Markovian noise. This study highlights the potential of graph state-based methods for improving magnetic field measurements under noisy environments.
• Abstract（参考訳）: 磁場の精密測定は、基礎物理学、宇宙探査、生物物理学など様々な応用に不可欠である。 量子工学の最近の進歩は、高度な量子磁気センサの作成に役立っているが、その効率と耐ノイズ性を改善するための課題はまだ残っている。 本研究は,マルコフノイズモデルと非マルコフノイズモデルによる推定理論を解析し,測定精度を高めるために,対称グラフ状態資源を用いた量子磁気計測について検討する。 その結果,単発および複数発のラーモア周波数の推定において有意な改善が認められた。 単一ラーモア周波数推定では、量子フィッシャー情報はラーモア周波数の周期範囲内の標準量子極限からハイゼンベルク極限までのスペクトルにまたがっており、複数のラーモア周波数の場合、マルコフ雑音と非マルコフ雑音の両方の標準量子限界を超えることができる。 本研究は, ノイズ環境下での磁場測定を改善するためのグラフ状態に基づく手法の可能性を明らかにする。

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