論文の概要: Enhanced Quantum Parameter Estimation via Dynamical Modulation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.05668v1
• Date: Fri, 10 Jan 2025 02:34:18 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-13 15:27:10.011516
• Title: Enhanced Quantum Parameter Estimation via Dynamical Modulation
• Title（参考訳）: 動的変調による量子パラメータ推定の高速化
• Authors: Guohui Dong, Yao Yao,
• Abstract要約: 量子論において、システムと周囲の間の不可避な相互作用は、一貫性の喪失と環境への情報の漏洩につながる。 本稿では,パラメータの起点に関係なく推定精度を向上できる汎用動的変調方式を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.93042397391066
• License:
• Abstract: In quantum theory, the inescapable interaction between a system and its surroundings would lead to a loss of coherence and leakage of information into the environment. An effective approach to retain the quantum characteristics of the system is to decouple it from the environment. However, things get complicated in quantum parameter estimation tasks, especially when the unknown parameter originates from the environment. Here, we propose a general dynamical modulation scheme that enables the enhancement of estimation precision irrespective of the origin of the parameters to be estimated. Notably, beyond the capability of dynamically decoupling the system from the environment, our proposal can select the effective frequency of the system and in turn manipulate the dynamics of the system, such as the steady-state probability and the decay rate, which are sensitive to the bath parameter. Therefore, the quantum Fisher information is dramatically increased, leading to superior estimation precision. Specifically, we elucidate the effectiveness of our proposal with prototypical examples of the Ramsey spectroscopy and quantum thermometer. Our findings offer an alternative route to enhance the precision of quantum estimation processes and may have potential applications in diverse branches of quantum metrology.
• Abstract（参考訳）: 量子論において、システムと周囲の間の不可避な相互作用は、一貫性の喪失と環境への情報の漏洩につながる。 システムの量子特性を維持するための効果的なアプローチは、それを環境から切り離すことである。 しかし、特に未知のパラメータが環境に由来する場合、量子パラメータ推定タスクは複雑になる。 本稿では,パラメータの起点に関係なく推定精度を向上できる汎用動的変調方式を提案する。 特に, システムと環境を動的に分離する能力の他に, 本提案手法では, システムの有効周波数を選択し, バスパラメータに敏感な定常確率や減衰率などのシステムのダイナミクスを操作できる。 したがって、量子フィッシャー情報は劇的に増加し、推定精度が向上する。 具体的には、ラムゼー分光法と量子温度計の原型例を用いて、提案手法の有効性を解明する。 我々の発見は、量子推定プロセスの精度を高める代替ルートを提供し、量子力学の様々な分野に潜在的な応用をもたらす可能性がある。

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