論文の概要: Precision in estimating independent local fields: attainable bound and indispensability of genuine multiparty entanglement

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.20142v3
• Date: Tue, 25 Feb 2025 16:29:14 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-26 15:18:21.222348
• Title: Precision in estimating independent local fields: attainable bound and indispensability of genuine multiparty entanglement
• Title（参考訳）: 独立局所場の推定精度:真の多元的絡み合いの達成可能な有界性と不必要性
• Authors: Aparajita Bhattacharyya, Ujjwal Sen,
• Abstract要約: 局所ハミルトニアンの独立な多重体強度の推定には、入力プローブとして真の多部交絡状態の有効性が必要であることを示す。 任意の重み行列と任意の多面的局所符号化に対して、任意の混合状態にあるプローブを用いることで、純状態を用いて得られるものよりも精度が低いことが証明される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: Estimation of local quantum fields is a crucial aspect of quantum metrology applications, and often also forms the test-bed to analyze the utility of quantum resources, like entanglement. However, so far, this has been analyzed using the same local field for all the probes, and so, although the encoding process utilizes a local Hamiltonian, there is an inherent "nonlocality" in the encoding process in the form of a common local field applied on all the probes. We show that estimation of even independent multiple field strengths of a local Hamiltonian, i.e., one formed by a sum of single-party terms, necessitates the utility of genuine multipartite entangled state as the input probe. The feature depends on the choice of the weight matrix considered, which is full-rank and contains non-vanishing off-diagonal terms. We obtain this result by providing a lower bound on the precision of multiparameter estimation, optimized over input probes, for an arbitrary positive semi-definite weight matrix. We show that there exists a weight matrix for which this bound is always attainable by the Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) state, chosen in a certain basis. Furthermore, we find the parametric form of the most general optimal state for three parties. We also show that no pure product state can achieve the lower bound. Finally, for an arbitrary weight matrix and an arbitrary multiparty local encoding Hamiltonian, we prove that using a probe that is in any mixed state provides a precision lower than that obtainable using pure states. To emphasize the importance of the weight matrix considered, we also prove that the choice of identity operator as the same - thereby ignoring the "off-diagonal" covariances in the precision matrix - does not require the use of genuine multiparty entanglement in input probes for attaining the best precision, and the optimal probe can be a pure product.
• Abstract（参考訳）: 局所的な量子場の推定は量子力学の応用において重要な側面であり、しばしばエンタングルメントのような量子資源の有用性を分析するテストベッドを形成する。 しかし、これまでのところ、これはすべてのプローブに対して同じ局所場を用いて解析されており、符号化過程は局所ハミルトニアンを用いるが、すべてのプローブに適用される共通局所場という形で符号化過程に固有の「非局所性」が存在する。 局所ハミルトニアンの独立な多重体強み、すなわち単項項の和によって形成されたものでさえも、入力プローブとして真の多部交絡状態の効用を必要とすることを示す。 この特徴は、考慮された重み行列の選択に依存する。 この結果は、任意の正の半定重み行列に対して、入力プローブに最適化されたマルチパラメータ推定の精度を低くすることで得られる。 我々は、この境界は常にグリーンベルガー・ホーネ・ザイリンガー状態(GHZ)によって達成できる重み行列が存在することを示した。 さらに、三者にとって最も一般的な最適状態のパラメトリック形式を見いだす。 また、純粋な積状態が低い境界を達成できないことも示します。 最後に、任意の重み行列と任意の多面的局所符号化ハミルトニアンに対して、任意の混合状態にあるプローブを用いることで、純状態を用いて得られるものよりも精度が低いことを証明する。 重み行列の重み行列の重要性を強調するために、同一の等式演算子(つまり精度行列の「対角」共分散を無視する)の選択は、入力プローブに真の多面的絡み合いを用いることを必要とせず、最適プローブは純粋な積であることを示す。

関連論文リスト

• Quantum sensing of even- versus odd-body interactions [0.0]
  任意の体符号化ハミルトニアンの結合強度の推定は、相互作用する粒子の数の増加とともに単調に増加するスケーリングを提供する。 奇体相互作用を持つハミルトニアンは、最高の距離論的精度を達成するために、プローブの真の多部絡み合いを必要とする。 我々は、常に非対称な積状態を得ることができ、偶数体相互作用に最適なメロジカルな精度を与えるパーティーの数に上限を与える。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-12T17:59:55Z)
• Finding the optimal probe state for multiparameter quantum metrology using conic programming [61.98670278625053]
  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。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-11T12:47:29Z)
• Exponentially improved efficient machine learning for quantum many-body states with provable guarantees [0.0]
  量子多体状態とその性質をモデル非依存の応用で効率的に学習するための理論的保証を提供する。 本結果は,量子多体状態とその特性をモデル非依存の応用で効率的に学習するための理論的保証を提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-04-10T02:22:36Z)
• Sparse random Hamiltonians are quantumly easy [105.6788971265845]
  量子コンピュータの候補は、量子システムの低温特性をシミュレートすることである。 本稿は、ほとんどのランダムハミルトニアンに対して、最大混合状態は十分に良い試行状態であることを示す。 位相推定は、基底エネルギーに近いエネルギーの状態を効率的に生成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-02-07T10:57:36Z)
• Huber-energy measure quantization [0.0]
  本稿では,目標確率法則の最適近似を求めるアルゴリズムについて述べる。 この手順は、元の測度とその量子化バージョンの間の統計的距離を最小化することによって実現される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-12-15T21:50:54Z)
• Importance sampling for stochastic quantum simulations [68.8204255655161]
  我々は、係数に応じてハミルトン式からサンプリングしてランダムな積公式を構築するqDriftプロトコルを導入する。 サンプリング段階における個別のシミュレーションコストを考慮し、同じ精度でシミュレーションコストを削減可能であることを示す。 格子核効果場理論を用いて数値シミュレーションを行った結果, 実験結果が得られた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-12-12T15:06:32Z)
• Quantum probes for the characterization of nonlinear media [50.591267188664666]
  本研究では, 非線形結合 $tildelambda$ および非線形性次数 $zeta$ の個人および共同推定をいかに改善するかを検討する。 量子プローブは非線形媒体のキャラクタリゼーションの精度を高めるための資源であり、現在の技術による潜在的な応用を予見する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-09-16T15:40:36Z)
• Bosonic field digitization for quantum computers [62.997667081978825]
  我々は、離散化された場振幅ベースで格子ボゾン場の表現に対処する。 本稿では,エラースケーリングを予測し,効率的な量子ビット実装戦略を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-24T15:30:04Z)
• Quantum probes for universal gravity corrections [62.997667081978825]
  最小長の概念を概観し、量子系のハミルトニアンに現れる摂動項をいかに引き起こすかを示す。 我々は、推定手順の精度の最終的な限界を見つけるために、量子フィッシャー情報を評価する。 以上の結果から,量子プローブは有用な資源であり,精度が向上する可能性が示唆された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-02-13T19:35:07Z)
• Ultimate precision of multi-parameter quantum magnetometry under the parallel scheme [3.1752888579855276]
  並列スキームの下での磁場の3成分すべての推定において、任意重み付き分散の和に対する究極の下界を示す。 得られた精度は、並列スキームの下でのマルチパラメータ量子磁気学の究極の極限を設定する。 提案手法は、プローブ状態の制約から生じる複数のパラメータの精度のトレードオフを特徴付ける手段も提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-01-08T08:50:28Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。