論文の概要: The relative entropy of coherence quantifies performance in Bayesian metrology
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.16020v2
- Date: Fri, 5 Jul 2024 02:40:20 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-09 00:13:01.994437
- Title: The relative entropy of coherence quantifies performance in Bayesian metrology
- Title（参考訳）: コヒーレンスの相対エントロピーはベイズ計量における性能を定量化する
- Authors: Ruvi Lecamwasam, Syed M Assad, Joseph J Hope, Ping Koy Lam, Jayne Thompson, Mile Gu,
- Abstract要約: 我々は、コヒーレンス尺度が状態のアンサンブルにどのように適用できるかを示す。
次に,パラメータ推定において,コヒーレンスのアンサンブル相対エントロピーは得られた情報と最適なホレボ情報との差に等しいことを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.21111026813272177
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The ability of quantum states to be in superposition is one of the key features that sets them apart from the classical world. This `coherence' is rigorously quantified by resource theories, which aim to understand how such properties may be exploited in quantum technologies. There has been much research on what the resource theory of coherence can reveal about quantum metrology, almost all of which has been from the viewpoint of Fisher information. We prove however that the relative entropy of coherence, and its recent generalisation to POVMs, naturally quantify the performance of Bayesian metrology. In particular, we show how a coherence measure can be applied to an ensemble of states. We then prove that during parameter estimation, the ensemble relative entropy of coherence is equal to the difference between the information gained, and the optimal Holevo information. We call this relation the CXI equality. The ensemble coherence lets us visualise how much information is locked away in superposition inaccessible with a given measurement scheme, and quantify the advantage that would be gained by using a joint measurement on multiple states. Our results hold regardless of how the parameter is encoded in the state, encompassing unitary, dissipative, and discrete settings. We consider both projective measurements, and general POVMs. This work suggests new directions for research in quantum resource theories, provides a novel operational interpretation for the relative entropy of coherence and its POVM generalisation, and introduces a new tool to study the role of quantum features in metrology.
- Abstract（参考訳）: 量子状態が重ね合わさることの能力は、それらを古典的世界から切り離す重要な特徴の1つである。
この「コヒーレンス」は資源理論によって厳密に定量化され、量子技術においてそのような性質をどのように活用するかを理解することを目的としている。
コヒーレンス(英語版)の資源理論が量子力学についてどのように明らかにできるかについては、多くの研究がなされており、ほとんど全てがフィッシャー情報の観点から研究されている。
しかしながら、コヒーレンスの相対エントロピーと最近のPOVMへの一般化がベイズ計量の性能を自然に定量化していることを証明している。
特に、コヒーレンス測度が状態のアンサンブルにどのように適用できるかを示す。
次に,パラメータ推定において,コヒーレンスのアンサンブル相対エントロピーは得られた情報と最適なホレボ情報との差に等しいことを示す。
この関係を CXI 等式と呼ぶ。
アンサンブル・コヒーレンス(英語版)は、与えられた測定スキームでアクセス不能な重ね合わせでどれだけの情報がロックされているかを可視化し、複数の状態のジョイント測定を用いて得られる利点を定量化する。
我々の結果は、パラメータが状態においてどのようにエンコードされているかに関わらず、ユニタリ、散逸、離散的な設定を含む。
我々は、射影測定と一般的なPOVMの両方を考慮する。
この研究は、量子資源理論の研究のための新しい方向を示唆し、コヒーレンスの相対エントロピーとそのPOVM一般化の新たな操作的解釈を提供し、メトロジーにおける量子的特徴の役割を研究するための新しいツールを導入する。
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