論文の概要: Efficient Experimental Qudit State Estimation via Point Tomography
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.14915v1
- Date: Thu, 19 Dec 2024 14:49:36 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-20 13:30:47.218929
- Title: Efficient Experimental Qudit State Estimation via Point Tomography
- Title（参考訳）: ポイントトモグラフィによる効率的な量子状態推定
- Authors: D. Martínez, L. Pereira, K. Sawada, P. González, J. Cariñe, M. Muñoz, A. Delgado, E. S. Gómez, S. P. Walborn, G. Lima,
- Abstract要約: ポイントトモグラフィーは状態推定問題に対する新しいアプローチである。
ここでは,ポイントトモグラフィの実験的生存可能性を示す。
我々は,Gill-Massar限界に近い精度で,単一の結果測定を行う。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Point tomography is a new approach to the problem of state estimation, which is arguably the most efficient and simple method for modern high-precision quantum information experiments. In this scenario, the experimenter knows the target state that their device should prepare, except that intrinsic systematic errors will create small discrepancies in the state actually produced. By introducing a new kind of informationally complete measurement, dubbed Fisher-symmetric measurements, point tomography determines deviations from the expected state with optimal efficiency. In this method, the number of outcomes of a measurement saturating the Gill-Massar limit for reconstructing a $d$-dimensional quantum states can be reduced from $\sim 4d-3$ to only $2d-1$ outcomes. Thus, providing better scalability as the dimension increases. Here we demonstrate the experimental viability of point tomography. Using a modern photonic platform constructed with state-of-the-art multicore optical fiber technology, we generate 4-dimensional quantum states and implement seven-outcome Fisher-symmetric measurements. Our experimental results exhibit the main feature of point tomography, namely a precision close to the Gill-Massar limit with a single few-outcome measurement. Specifically, we achieved a precision of $3.8/N$ while the Gill-Massar limit for $d=4$ is $3/N$ ($N$ being the ensemble size).
- Abstract（参考訳）: ポイントトモグラフィーは状態推定問題に対する新しいアプローチであり、現代の高精度量子情報実験において最も効率的かつ簡単な方法である。
このシナリオでは、実験者はデバイスが準備すべきターゲット状態を知っているが、本質的な体系的なエラーは実際に生成された状態に小さな相違をもたらす。
フィッシャー対称測定と呼ばれる新しい種類の情報完全測定を導入することで、ポイントトモグラフィーは期待状態からの偏差を最適効率で決定する。
この方法では、Gill-Massar極限を飽和して$d$の量子状態を再構成する測定結果の数を$\sim 4d-3$から$d-1$の値に減らすことができる。
したがって、次元が大きくなるにつれてスケーラビリティが向上する。
ここでは,ポイントトモグラフィの実験的生存可能性を示す。
最先端のマルチコア光ファイバー技術で構築された現代フォトニックプラットフォームを用いて、4次元の量子状態を生成し、7つの出力フィッシャー対称測定を実装した。
実験の結果,Gill-Massar 限界に近い精度で測定できる点断層撮影の主な特徴が示された。
具体的には、Gill-Massarの$d=4$は$3/N$(アンサンブルサイズは$N$)である。
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