論文の概要: Entanglement-enhanced optimal quantum metrology
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.04022v1
- Date: Wed, 06 Nov 2024 16:08:13 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-07 19:23:08.038802
- Title: Entanglement-enhanced optimal quantum metrology
- Title（参考訳）: エンタングルメント強化最適量子メトロジー
- Authors: Muhammad Talha Rahim, Saif Al-Kuwari, Asad Ali,
- Abstract要約: 本稿では,係り合いと最適化された結合相互作用を利用したQMのQOCスキームを提案する。
その結果,特定の状況下では,単一粒子のコヒーレント制御を利用したスキームが著しく制限されていることが示唆された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7373617024876725
- License:
- Abstract: Quantum optimal control (QOC) schemes can be employed to enhance the sensitivity of quantum metrology (QM) protocols undergoing Markovian noise, which can limit their precision to a standard quantum limit (SQL)-like scaling. In this paper, we propose a QOC scheme for QM that leverages entanglement and optimized coupling interactions with an ancillary system to provide enhanced metrological performance under general Markovian dynamics. We perform a comparative analysis of our entanglement-enhanced scheme against the unentangled scheme conventionally employed in QOC-enabled QM for varying evolution times and decoherence levels, revealing that the entanglement-enhanced scheme enables significantly better noise performance, even when a noisy ancilla is employed. We further extend our investigation to time-inhomogeneous noise models, specifically focusing on a noisy frequency estimation scenario within a spin-boson bath, and evaluate the protocol's performance under completely dissipative and dephasing dynamics. Our findings indicate that, in certain situations, schemes employing coherent control of a single particle are severely limited. In such cases, employing the entanglement-enhanced scheme can provide improved performance.
- Abstract（参考訳）: 量子最適制御(QOC)スキームは、マルコフノイズを受ける量子メートル法(QM)プロトコルの感度を高めるために使用することができ、その精度を標準量子限界(SQL)のようなスケーリングに制限することができる。
本稿では, 一般的なマルコフ力学の下で, 係り合いと最適化された結合相互作用を利用するQMのQOCスキームを提案する。
従来のQOC対応QMでは,進化時間やデコヒーレンスレベルが異なっており,ノイズアシラでもノイズ性能が著しく向上することが判明した。
さらに、スピンボソン浴におけるノイズ周波数推定のシナリオに着目し、完全に散逸し、強調する動的条件下でのプロトコルの性能を評価することにより、時間的不均一ノイズモデルに対する調査をさらに拡張する。
その結果,特定の状況において,単一粒子のコヒーレント制御を利用したスキームが著しく制限されていることが示唆された。
このような場合、絡み合い強化方式を用いることで性能が向上する。
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