論文の概要: Performance advantage of discriminating one-versus-two incoherent sources based on quantum hypothesis testing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.19259v1
• Date: Fri, 25 Oct 2024 02:26:50 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-28 13:36:24.893064
• Title: Performance advantage of discriminating one-versus-two incoherent sources based on quantum hypothesis testing
• Title（参考訳）: 量子仮説テストに基づく1対2非コヒーレント音源の識別性能の優位性
• Authors: Jian-Dong Zhang, Mei-Ming Zhang, Chuang Li, Shuai Wang,
• Abstract要約: 対称なシナリオと非対称なシナリオにおける1対2の点状非コヒーレントなソースの識別について研究した。 単発・多発テスト後に決定を下す誤差確率の量子的下界を計算した。 我々の結果は、顕微鏡や天文学のような現実世界の量子イメージングに寄与するかもしれない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.626518050662406
• License:
• Abstract: Detecting the presence of multiple incoherent sources is a fundamental and challenging task for quantum imaging, especially within sub-Rayleigh region. In this paper, the discrimination of one-versus-two point-like incoherent sources in symmetric and asymmetric scenarios is studied. We calculate the quantum lower bounds on error probabilities of making a decision after one-shot and multi-shot tests. The results are compared with the error probability of prior-based direct guess, and the minimal number of tests required to make a decision outperforming direct guess is discussed. We also show the asymptotic quantum lower bound for a large number of tests. For practical purposes, we propose a specific strategy along with decision rule of which can work without any prior knowledge. With respect to each of two scenarios, the error probability can approach the quantum lower bound in one-shot test as well as multi-shot test. In addition, the potential challenges and solutions in a realistic scenario are analyzed. Our results may contribute to real-world quantum imaging such as microscopy and astronomy.
• Abstract（参考訳）: 複数の非コヒーレントな源の存在を検出することは、量子イメージングの基本的な課題であり、特にサブレイリー領域における課題である。 本稿では,対称なシナリオと非対称なシナリオにおける1対2の点状非コヒーレントな情報源の識別について検討する。 単発・多発テスト後に決定を下す誤差確率の量子的下界を計算した。 結果は, 先行推定の誤差確率と比較し, 直接推定よりも高い精度で決定を行うために必要な最小限のテスト数について考察する。 また、多数のテストに対して漸近量子下界を示す。 実践的な目的のために,事前の知識を使わずに機能する決定ルールとともに,特定の戦略を提案する。 2つのシナリオのそれぞれについて、エラー確率は1ショットテストとマルチショットテストで量子下界に近づくことができる。 さらに、現実的なシナリオにおける潜在的な課題と解決策について分析する。 我々の結果は、顕微鏡や天文学のような現実世界の量子イメージングに寄与するかもしれない。

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