論文の概要: Quantum-Optimal Frequency Estimation of Stochastic AC Fields
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.19412v1
- Date: Thu, 28 Nov 2024 23:34:41 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-02 15:19:44.092642
- Title: Quantum-Optimal Frequency Estimation of Stochastic AC Fields
- Title(参考訳): 確率的交流場の量子最適周波数推定
- Authors: Anirban Dey, Sara Mouradian, Cosmo Lupo, Zixin Huang,
- Abstract要約: 周波数セントロイドと分離の正確な上限を求める。
この研究はAC信号センシングのための堅牢な枠組みを確立し、任意の周波数まで拡張することができる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License:
- Abstract: Classically, measurement bandwidth limits the achievable frequency resolution of stochastic time-dependent fields. We frame the problem of frequency measurement as the estimation of the noise parameter of a dephasing quantum channel. Using this framework, we find an exact upper bound for estimating frequency centroids and separations. In particular, given two closely separated frequencies with separation $\omega_r$, the quantum Fisher information (QFI) upper bound is approximately $2/\omega_r^2$, inversely proportional to the separation parameter. We show that this is achievable with a superposition of Dicke states, and show that GHZ states improve precision over unentangled states, achieving Heisenberg scaling in the low-bandwidth limit. This work established a robust framework for stochastic AC signal sensing and can be extended to an arbitrary number of frequencies.
- Abstract(参考訳): 古典的には、測定帯域幅は確率的時間依存場の達成可能な周波数分解能を制限する。
劣化する量子チャネルの雑音パラメータを推定する際の周波数測定の問題点を考察する。
このフレームワークを用いて、周波数セントロイドと分離の正確な上限を求める。
特に、分離$\omega_r$の2つの密接に分離された周波数が与えられたとき、量子フィッシャー情報(QFI)の上界は約2/\omega_r^2$であり、その分離パラメータに逆比例する。
これはDicke状態の重ね合わせで達成できることを示し、GHZ状態が非絡み合った状態よりも精度を向上し、低帯域幅でハイゼンベルクスケーリングを達成することを示す。
この研究は確率的な交流信号検出のための堅牢な枠組みを確立し、任意の周波数まで拡張することができる。
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