論文の概要: Finding the optimal probe state for multiparameter quantum metrology
using conic programming
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.05886v2
- Date: Fri, 26 Jan 2024 09:25:31 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-29 17:26:09.064848
- Title: Finding the optimal probe state for multiparameter quantum metrology
using conic programming
- Title(参考訳): 円錐計画を用いたマルチパラメータ量子メトロロジーの最適プローブ状態の探索
- Authors: Masahito Hayashi and Yingkai Ouyang
- Abstract要約: 本稿では,対応する精度境界に対する最適プローブ状態を決定するための円錐型プログラミングフレームワークを提案する。
また、この理論を量子プローブ状態を用いた標準場センシング問題の解析にも応用する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 61.98670278625053
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The aim of the channel estimation is to estimate the parameters encoded in a
quantum channel. For this aim, it is allowed to choose the input state as well
as the measurement to get the outcome. Various precision bounds are known for
the state estimation. For the channel estimation, the respective bounds are
determined depending on the choice of the input state. However, determining the
optimal input probe state and the corresponding precision bounds in estimation
is a non-trivial problem, particularly in the multi-parameter setting, where
parameters are often incompatible. In this paper, we present a conic
programming framework that allows us to determine the optimal probe state for
the corresponding multi-parameter precision bounds. The precision bounds we
consider include the Holevo-Nagaoka bound and the tight precision bound that
give the optimal performances of correlated and uncorrelated measurement
strategies, respectively. Using our conic programming framework, we discuss the
optimality of a maximally entangled probe state in various settings. We also
apply our theory to analyze the canonical field sensing problem using entangled
quantum probe states.
- Abstract(参考訳): チャネル推定の目的は、量子チャネルに符号化されたパラメータを推定することである。
この目的のために、結果を得るために入力状態と測定値を選択することができる。
状態推定には様々な精度境界が知られている。
チャネル推定では、各境界は入力状態の選択に応じて決定される。
しかし、最適入力プローブ状態とそれに対応する精度境界を決定することは、特にパラメータが相容れないマルチパラメータ設定において、非自明な問題である。
本稿では,対応するマルチパラメータ精度境界に対する最適プローブ状態を決定するための,円錐型プログラミングフレームワークを提案する。
我々が検討する精度境界には, 相関法と非相関法のそれぞれに最適な性能を与える, ホールボ・ナガオカ境界とタイトな精度境界がある。
当社のconicプログラミングフレームワークを用いて,様々な環境での最大絡み合ったプローブ状態の最適性について検討する。
また、この理論を量子プローブ状態を用いた標準場センシング問題の解析にも応用する。
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