論文の概要: General tradeoff relation of fundamental quantum limits for linear multiparameter estimation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.15031v1
• Date: Thu, 19 Dec 2024 16:43:19 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-20 13:29:32.090118
• Title: General tradeoff relation of fundamental quantum limits for linear multiparameter estimation
• Title（参考訳）: 線形多重パラメータ推定のための基本量子限界の一般的なトレードオフ関係
• Authors: Guolong Li, Xiao-Ming Lu,
• Abstract要約: 線形測定は、重力波(GW)、暗黒物質、赤外線、回転速度などを含む古典的な信号を検出するための重要な分類である。 線形量子デバイスで検出された単色古典信号において、2つの独立パラメータの基本量子限界を厳しく制限する一般的なトレードオフ関係を確立する。 この結果は多くの応用に関係しており、特に遅延周波数と不整合係数の直接関係により、解離後の残余を探索するための解離したGWセンサがある。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Linear measurement is an important class of measurements for sensing classical signals including gravitational wave (GW), dark matter, infrared ray, rotation rate, etc. In this Letter, we focus on multiparameter linear measurement and establish a general tradeoff relation that tightly constrains the fundamental quantum limits of two independent parameters in a monochromatic classical signal detected by any linear quantum device. Such a tradeoff relation is universal and fundamental for multiparameter linear measurement since arising from Heisenberg's uncertainty principle. Compared with the Holevo Cram\'er-Rao bound, our tradeoff bound can completely identify the dependence between the attainable precision limits on estimated parameters. The dependence becomes more obvious such that the individual precision can not simultaneously reach the quantum limit as the so-called incompatible coefficient rises. Eventually, we find a necessary condition under which an optimal measurement protocol can saturate the general tradeoff relation, and show that the measurement phase can be tuned for adjusting different precision weight. This result is related to many applications, particularly detuned GW sensors for searching post-merger remnants due to the direct relation between the detuned frequency and incompatible coefficient.
• Abstract（参考訳）: 線形測定は、重力波(GW)、暗黒物質、赤外線、回転速度などを含む古典的な信号を検出するための重要な分類である。 本稿では, 線形量子デバイスで検出された単色古典信号において, 2つの独立パラメータの基本量子限界を厳密に制約する一般トレードオフ関係を確立する。 このようなトレードオフ関係は、ハイゼンベルクの不確実性原理から生じるため、多パラメータ線形測定には普遍的で基本的である。 Holevo Cram\'er-Rao 境界と比較して、我々のトレードオフ境界は、推定されたパラメータに対する達成可能な精度限界の間の依存を完全に識別することができる。 依存は、いわゆる非互換係数が上昇するにつれて、個々の精度が同時に量子限界に達することができないようにより明確になる。 最終的に、最適測定プロトコルが一般的なトレードオフ関係を飽和させる必要条件を見つけ、測定フェーズが異なる精度の重みを調整するために調整可能であることを示す。 この結果は多くの応用に関係しており、特に遅延周波数と不整合係数の直接関係により、解離後の残余を探索するための解離したGWセンサがある。

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