論文の概要: QestOptPOVM: An iterative algorithm to find optimal measurements for quantum parameter estimation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.20131v2
- Date: Thu, 18 Jul 2024 03:23:33 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-19 21:01:57.111124
- Title: QestOptPOVM: An iterative algorithm to find optimal measurements for quantum parameter estimation
- Title（参考訳）: QestOptPOVM: 量子パラメータ推定のための最適測度を求める反復アルゴリズム
- Authors: Jianchao Zhang, Jun Suzuki,
- Abstract要約: 最適正の演算子検定(POVM)を直接同定するアルゴリズム「QestPOVM」を導入する。
量子状態の複数コピー(最大6コピー)の厳密な試行を通じて,提案アルゴリズムの有効性と精度を実証した。
提案アルゴリズムは,最適なPOVMの明示的な形式を解明するためのツールとして機能し,量子パラメータ推定手法の理解を深める。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 17.305295658536828
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum parameter estimation holds significant promise for achieving high precision through the utilization of the most informative measurements. While various lower bounds have been developed to assess the best accuracy for estimates, they are not tight, nor provide a construction of the optimal measurement in general. Thus, determining the explicit forms of optimal measurements has been challenging due to the non-trivial optimization. In this study, we introduce an algorithm, termed QestOptPOVM, designed to directly identify optimal positive operator-valued measure (POVM) using the steepest descent method. Through rigorous testing on several examples for multiple copies of qubit states (up to six copies), we demonstrate the efficiency and accuracy of our proposed algorithm. Moreover, a comparative analysis between numerical results and established lower bounds serves to validate the tightness of the Nagaoka-Hayashi bound in finite-sample quantum metrology for our examples. Concurrently, our algorithm functions as a tool for elucidating the explicit forms of optimal POVMs, thereby enhancing our understanding of quantum parameter estimation methodologies.
- Abstract（参考訳）: 量子パラメータ推定は、最も情報性の高い測定値を利用することで高精度を達成するための重要な約束を持っている。
推定値の最良の精度を評価するために、様々な下界が開発されたが、それらは厳密ではないし、一般に最適な測定値の構成を提供していない。
したがって、非自明な最適化のため、最適測定の明示的な形式を決定することは困難である。
本研究では,最急降下法を用いて最適正の演算子値(POVM)を直接同定するアルゴリズム,QestOptPOVMを提案する。
量子状態の複数コピー(最大6コピー)の厳密な試行を通じて,提案アルゴリズムの有効性と精度を実証した。
さらに, 数値計算結果と確立された下界の比較分析により, 有限サンプル量子メートル法における長岡-早石境界の厳密性の検証に有効である。
同時に,我々のアルゴリズムは最適なPOVMの明示的な形式を解明するためのツールとして機能し,量子パラメータ推定手法の理解を深める。
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