論文の概要: Reassessing the advantage of indefinite causal orders for quantum
metrology
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.12172v2
- Date: Thu, 21 Dec 2023 18:28:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-22 17:36:58.436779
- Title: Reassessing the advantage of indefinite causal orders for quantum
metrology
- Title（参考訳）: 量子力学における不定因数順序の利点の再評価
- Authors: Rapha\"el Mothe, Cyril Branciard and Alastair A. Abbott
- Abstract要約: この研究において、これらの利点のいくつかは、もしより公平な比較がなされたとしても、実際には成り立たないと論じる。
我々は,不確定な因果順序過程の異なるクラスのパフォーマンスを適切に比較できるフレームワークを考える。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The quantum switch, the canonical example of a process with indefinite causal
order, has been claimed to provide various advantages over processes with
definite causal orders for some particular tasks in the field of quantum
metrology. In this work, we argue that some of these advantages in fact do not
hold if a fairer comparison is made. To this end, we consider a framework that
allows for a proper comparison between the performance, quantified by the
quantum Fisher information, of different classes of indefinite causal order
processes and that of causal strategies on a given metrological task. More
generally, by considering the recently proposed classes of circuits with
classical or quantum control of the causal order, we come up with different
examples where processes with indefinite causal order offer (or not) an
advantage over processes with definite causal order, qualifying the interest of
indefinite causal order regarding quantum metrology. As it turns out, for a
range of examples, the class of quantum circuits with quantum control of causal
order, which are known to be physically realizable, is shown to provide a
strict advantage over causally ordered quantum circuits as well as over the
class of quantum circuits with causal superposition. Thus, considering this
class provides new evidence that indefinite causal order strategies can
strictly outperform definite causal order strategies in quantum metrology.
Moreover, it shows that the so-called dynamical control of causal order, a
feature of quantum circuits with quantum control of the causal order but not of
quantum circuits with mere causal superposition, can be a useful resource in
quantum metrology.
- Abstract（参考訳）: 不定因果順序を持つ過程の標準的例である量子スイッチは、量子メトロロジーの分野における特定の特定のタスクに対して決定的な因果順序を持つ過程に対して様々な利点をもたらすと主張されている。
この研究において、これらの利点のいくつかは、より公平な比較がなされても、実際には成り立たないと論じる。
この目的のために、量子フィッシャー情報によって定量化された性能と、不定因果順序過程の異なるクラスと、与えられたメトロロジータスクにおける因果戦略とを適切に比較できる枠組みを検討する。
より一般的には、最近提案された因果順序を古典的または量子的に制御する回路のクラスを考えることによって、不定因果順序を持つプロセスが、決定的因果順序を持つプロセスよりも有利である(またはそうではない)という異なる例を考え出す。
その結果、様々な例において、物理的に実現可能であることが知られている因果順序の量子制御を持つ量子回路のクラスは、因果重畳を持つ量子回路のクラスと同様に因果重畳を持つ因果順序の量子回路よりも厳密な優位性を持つことが示された。
したがって、このクラスを考えると、不定因数順序戦略が量子力学において明確な因数順序戦略より厳密に優れているという新たな証拠が得られる。
さらに, 因果順序を量子制御する量子回路の特徴である因果順序の動的制御は, 単に因果重ね合わせの量子回路ではなく, 因果順序を量子制御する量子回路の特徴であることを示す。
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