論文の概要: Optimal quantum sensing of the nonlinear bosonic interactions using Fock states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.17914v1
• Date: Sat, 27 Apr 2024 13:53:11 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-30 18:41:58.347146
• Title: Optimal quantum sensing of the nonlinear bosonic interactions using Fock states
• Title（参考訳）: Fock状態を用いた非線形ボゾン相互作用の最適量子センシング
• Authors: Payman Mahmoudi, Atirach Ritboon, Radim Filip,
• Abstract要約: バイリニア相互作用を超える個々の量子を持つプロセスは、ボゾン系を持つ量子技術にとって不可欠である。 非自明な粒子状のフォック状態を用いて、基礎的かつ実験的に利用可能な三線相互作用を検知するための、非自明だが最適戦略を導出する。 これは、閉じ込められたイオンと超伝導回路を用いたボソニック実験において、そのような非線形過程の使用に関連する非線形力学の解明されていない側面を明らかにすることができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Nonlinear processes with individual quanta beyond bilinear interactions are essential for quantum technology with bosonic systems. Diverse coherent splitting and merging of quanta in them already manifest in the estimation of their nonlinear coupling from observed statistics. We derive non-trivial, but optimal strategies for sensing the basic and experimentally available trilinear interactions using non-classical particle-like Fock states as a probe and feasible measurement strategies. Remarkably, the optimal probing of nonlinear coupling reaches estimation errors scaled down with $N^{-1/3}$ for overall $N$ of quanta in specific but available high-quality Fock states in all interacting modes. It can reveal unexplored aspects of nonlinear dynamics relevant to using such nonlinear processes in bosonic experiments with trapped ions and superconducting circuits and opens further developments of quantum technology with them.
• Abstract（参考訳）: 双線型相互作用を超えた個々の量子を持つ非線形過程は、ボゾン系を持つ量子技術にとって不可欠である。 様々なコヒーレントな分裂と量子の融合は、観測された統計からそれらの非線形結合の推定に既に現れている。 非古典的粒子状フォック状態をプローブとして, 測定戦略として, 基本的かつ実験的に利用可能な三線相互作用を検出するための, 非自明だが最適戦略を導出する。 注目すべきは、非線形カップリングの最適探索は、すべての相互作用モードにおいて、特定のが利用できる高品質のフォック状態において、合計$N$の量子数に対して$N^{-1/3}$でスケールダウンされた推定誤差に達することである。 これは、閉じ込められたイオンと超伝導回路を用いたボソニックな実験において、そのような非線形プロセスの使用に関連する非線形力学の未解明の側面を明らかにし、それらと共に量子技術のさらなる発展を開放する。

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