論文の概要: Experimental Optimal Quantum State Estimation with Genuine Three-copy Collective Measurements

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.01651v1
• Date: Mon, 4 Dec 2023 06:03:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-05 16:10:34.213037
• Title: Experimental Optimal Quantum State Estimation with Genuine Three-copy Collective Measurements
• Title（参考訳）: Genuine 3-copy Collective Measurements を用いた最適量子状態推定
• Authors: Kai Zhou, Changhao Yi, Wen-Zhe Yan, Zhibo Hou, Huangjun Zhu, Guo-Yong Xiang, Chuan-Feng Li and Guang-Can Guo
• Abstract要約: 量子測定における真の三部構造非古典性のパワーを実験的に実証する。 我々の研究は、量子情報処理における真のマルチパーティリート非古典的測定とそのパワーを探求するための扉を開く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.189199381356096
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Nonclassical phenomena tied to entangled states are focuses of foundational studies and powerful resources in many applications. By contrast, the counterparts on quantum measurements are still poorly understood. Notably, genuine multipartite nonclassicality is barely discussed, not to say experimental realization. Here we experimentally demonstrate the power of genuine tripartite nonclassicality in quantum measurements based on a simple estimation problem. To this end we realize an optimal genuine three-copy collective measurement via a nine-step two-dimensional photonic quantum walk with 30 elaborately designed coin operators. Then we realize an optimal estimation protocol and achieve an unprecedented high estimation fidelity, which can beat all strategies based on restricted collective measurements by more than 11 standard deviations. These results clearly demonstrate that genuine collective measurements can extract more information than local measurements and restricted collective measurements. Our work opens the door for exploring genuine multipartite nonclassical measurements and their power in quantum information processing.
• Abstract（参考訳）: 絡み合った状態と結びついた非古典現象は、多くの応用において基礎研究と強力な資源の焦点である。 対照的に、量子測定の対応するものはまだよく分かっていない。 特に、真の多元的非古典性は実験的な実現とは言わないまでもほとんど議論されない。 ここでは、単純な推定問題に基づいて、量子測定における真の三成分非古典性のパワーを実験的に示す。 この目的のために、精巧に設計された30個のコイン演算子を備えた9段階の2次元フォトニック量子ウォークによる最適な真の3コピー集団計測を実現する。 そして、最適推定プロトコルを実現し、11以上の標準偏差による制限された集団測定に基づいて全ての戦略を破ることができる、前例のない高い評価忠実度を達成する。 これらの結果は、真の集団的測定が局所的な測定や制限された集団的測定よりも多くの情報を抽出できることを明確に示している。 我々の研究は、量子情報処理における真のマルチパーティリート非古典的測定とそのパワーを探求するための扉を開く。

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