論文の概要: Recovering optimal precision in quantum sensing using imperfect control

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.04223v1
• Date: Fri, 6 Sep 2024 12:26:23 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-09-09 15:55:18.165648
• Title: Recovering optimal precision in quantum sensing using imperfect control
• Title（参考訳）: 不完全制御を用いた量子センシングにおける最適精度の回復
• Authors: Zi-Shen Li, Xinyue Long, Xiaodong Yang, Dawei Lu, Yuxiang Yang,
• Abstract要約: 制御パルスの持続時間と問合せ時間が不確実である不完全なクロックを用いた量子センシングの基本的な設定について考察する。 我々は制御戦略を設計し、制御不要な戦略よりも優れていることを証明し、最適なハイゼンベルクスケールを小さなエラー項まで回復する。 我々の発見は、量子センシングにおける量子制御の利点が不完全性の存在においても持続していることを確認する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.430760049824068
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum control plays a crucial role in enhancing precision scaling for quantum sensing. However, most existing protocols require perfect control, even though real-world devices inevitably have control imperfections. Here, we consider a fundamental setting of quantum sensing with imperfect clocks, where the duration of control pulses and the interrogation time are all subject to uncertainty. Under this scenario, we investigate the task of frequency estimation in the presence of a non-Markovian environment. We design a control strategy and prove that it outperforms any control-free strategies, recovering the optimal Heisenberg scaling up to a small error term that is intrinsic to this model. We further demonstrate the advantage of our control strategy via experiments on a nuclear magnetic resonance (NMR) platform. Our finding confirms that the advantage of quantum control in quantum sensing persists even in the presence of imperfections.
• Abstract（参考訳）: 量子制御は、量子センシングの精度向上に重要な役割を果たしている。 しかし、既存のプロトコルの多くは、必然的に制御の欠陥があるにもかかわらず、完全な制御を必要とする。 ここでは、制御パルスの持続時間と問合せ時間が不確実である不完全なクロックを用いた量子センシングの基本的な設定について考察する。 このシナリオでは,非マルコフ環境下での周波数推定の課題について検討する。 我々は制御戦略を設計し、制御自由戦略よりも優れていることを証明し、このモデルに固有の小さなエラー項まで最適なハイゼンベルクのスケールを回復する。 さらに、核磁気共鳴(NMR)プラットフォーム上での実験を通じて、制御戦略の利点を実証する。 我々の発見は、量子センシングにおける量子制御の利点が不完全性の存在においても持続していることを確認する。

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