論文の概要: Optimal asymptotic precision bounds for nonlinear quantum metrology under collective dephasing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.00189v1
• Date: Mon, 30 Dec 2024 23:55:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-05 20:43:27.384564
• Title: Optimal asymptotic precision bounds for nonlinear quantum metrology under collective dephasing
• Title（参考訳）: 集合的 dephasing の下での非線形量子距離論のための最適漸近精度境界
• Authors: Francisco Riberi, Lorenza Viola,
• Abstract要約: ノイズの強調は、最先端の量子センシングプラットフォームにおけるデコヒーレンスの主要な原因である。 一般化した干渉法プロトコルの性能に対する任意の時間相関による古典的エム集合的デフォーカスの効果を解析する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: Interactions among sensors can provide, in addition to entanglement, an important resource for boosting the precision in quantum estimation protocols. Dephasing noise, however, remains a leading source of decoherence in state-of-the-art quantum sensing platforms. We analyze the impact of classical {\em collective dephasing with arbitrary temporal correlations} on the performance of generalized Ramsey interferometry protocols with \emph{quadratic} encoding of a target frequency parameter. The optimal asymptotic precision bounds are derived for both product coherent spin states and for a class of experimentally relevant entangled spin-squeezed states of $N$ qubit sensors. While, as in linear metrology, entanglement offers no advantage if the noise is Markovian, a precision scaling of $N^{-1}$ is reachable with classical input states in the quadratic setting, which is improved to $N^{-5/4}$ when temporal correlations are present and the Zeno regime is accessible. The use of nonclassical spin-squeezed states and a nonlinear readout further allows for an $N^{-3/2}$ precision scaling, which we prove is asymptotically optimal. We also show how to counter {\em noise-induced bias} by introducing a simple ratio estimator which relies on detecting two suitable system observables, and show that it remains asymptotically unbiased in the presence of dephasing, without detriment to the achievable precision.
• Abstract（参考訳）: センサー間の相互作用は、絡み合いに加えて、量子推定プロトコルの精度を高める重要なリソースを提供することができる。 しかし、ノイズの強調は、最先端の量子センシングプラットフォームにおけるデコヒーレンスの主要な原因である。 目的周波数パラメータを符号化したRamseyインターフェロメトリプロトコルの性能に対する古典的集合的評価(任意の時間相関)の影響を解析する。 最適漸近精度境界は、積コヒーレントスピン状態と、N$ qubit センサーの実験的に関連付けられたスピンスクイーズ状態のクラスの両方に対して導出される。 線形距離論において、絡み合いは、ノイズがマルコフ的であれば利点はないが、N^{-1}$の精度のスケーリングは二次的な状態の古典的な入力状態に到達可能であり、時間的相関が存在してゼノ体制がアクセス可能である場合、$N^{-5/4}$に改善される。 非古典的なスピンスクイーズ状態と非線形リードアウトを用いることでさらに$N^{-3/2}$精度のスケーリングが可能となり、漸近的に最適であることが証明される。 また、2つの適切な観測可能なシステムを検出するための簡易比推定器を導入し、達成可能な精度を損なうことなく、嫌悪の有無で漸近的に偏りがないことを示す。

関連論文リスト

• Achievable rates in non-asymptotic bosonic quantum communication [0.9999629695552193]
  ガウス流路の非漸近容量の計算容易な下界を求める。 我々は2つのガウス状態間のトレース距離を固定精度で計算できる最初のアルゴリズムを設計する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-02-08T11:12:26Z)
• Optimal Low-Depth Quantum Signal-Processing Phase Estimation [0.029541734875307393]
  絡み合いのような量子効果は、古典的な限界を超えた量子パラメータ推定の精度を大幅に向上させるのに使うことができる。 これらの課題に対して頑健な量子信号生成位相推定アルゴリズムを導入する。 超伝導2量子ビット実験において不要なスワップ角度を推定するための標準偏差精度は10～4ドルである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-06-17T10:33:52Z)
• Breaking the Heavy-Tailed Noise Barrier in Stochastic Optimization Problems [56.86067111855056]
  構造密度の重み付き雑音によるクリップ最適化問題を考察する。 勾配が有限の順序モーメントを持つとき、$mathcalO(K-(alpha - 1)/alpha)$よりも高速な収束率が得られることを示す。 得られた推定値が無視可能なバイアスと制御可能な分散を持つことを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-11-07T17:39:17Z)
• High-probability Convergence Bounds for Nonlinear Stochastic Gradient Descent Under Heavy-tailed Noise [59.25598762373543]
  重み付き雑音の存在下でのストリーミングデータにおける学習の精度保証について検討した。 解析的に、与えられた問題に対する設定の選択に$ta$を使うことができることを実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-10-28T18:53:41Z)
• Frequency estimation under non-Markovian spatially correlated quantum noise: Restoring superclassical precision scaling [0.0]
  本研究では,非古典雑音の存在下でのエンタングルメントエンハンス干渉法によるラムゼー推定精度について検討した。 熱環境からのスピンボソンデファソヴィアンノイズのパラダイム的場合、プローブの位置をランダム化することにより、平均して相関効果を抑えることができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-04-22T16:25:16Z)
• Quantum probes for the characterization of nonlinear media [50.591267188664666]
  本研究では, 非線形結合 $tildelambda$ および非線形性次数 $zeta$ の個人および共同推定をいかに改善するかを検討する。 量子プローブは非線形媒体のキャラクタリゼーションの精度を高めるための資源であり、現在の技術による潜在的な応用を予見する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-09-16T15:40:36Z)
• Enhanced nonlinear quantum metrology with weakly coupled solitons and particle losses [58.720142291102135]
  ハイゼンベルク(最大1/N)および超ハイゼンベルクスケーリングレベルにおける位相パラメータ推定のための干渉計測手法を提案する。 我々のセットアップの中心は、量子プローブを形成する新しいソリトンジョセフソン接合(SJJ)システムである。 このような状態は、適度な損失があっても最適な状態に近いことを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-07T09:29:23Z)
• High Probability Complexity Bounds for Non-Smooth Stochastic Optimization with Heavy-Tailed Noise [51.31435087414348]
  アルゴリズムが高い確率で小さな客観的残差を与えることを理論的に保証することが不可欠である。 非滑らか凸最適化の既存の方法は、信頼度に依存した複雑性境界を持つ。 そこで我々は,勾配クリッピングを伴う2つの手法に対して,新たなステップサイズルールを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-10T17:54:21Z)
• Learning Frequency Domain Approximation for Binary Neural Networks [68.79904499480025]
  フーリエ周波数領域における符号関数の勾配を正弦関数の組み合わせを用いて推定し,BNNの訓練を行う。 いくつかのベンチマークデータセットとニューラルネットワークの実験により、この手法で学習したバイナリネットワークが最先端の精度を達成することが示されている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-01T08:25:26Z)
• Quantum Metrology with Coherent Superposition of Two Different Coded Channels [1.430924337853801]
  We show that Heisenberg limit $1/N$ can be beaten by the coherent superposition without without without the help of indefinite causal order。 我々は、量子フィッシャー情報の観点から、推定精度の一般的な形式を解析的に取得する。 我々の結果は高精度な測定装置の構築に役立てることができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-12-03T13:25:16Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。