論文の概要: Holevo Cramér-Rao bound for multi-parameter estimation in nonlinear interferometers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.02855v1
• Date: Wed, 05 Feb 2025 03:17:42 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-06 14:27:17.630478
• Title: Holevo Cramér-Rao bound for multi-parameter estimation in nonlinear interferometers
• Title（参考訳）: 非線形干渉計における多パラメータ推定のためのHolevo Cramér-Rao境界
• Authors: Mengyao Zhou, Hongmei Ma, Liqing Chen, Weiping Zhang, Chun-Hua Yuan,
• Abstract要約: 非線形干渉計は 標準量子限界を超える可能性がある 両モードが変位推定を行う場合,Holevo Cram'er-Rao Bound (HCRB) を導出する。 HCRBは2つのホモダイン測定の結果と等しいが, SLD-CRBは小さな圧縮パラメータでは飽和しない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9437165725355702
• License:
• Abstract: Due to the potential of quantum advantage to surpass the standard quantum limit (SQL), the nonlinear interferometers have garnered significant attention from researchers in the field of precision measurement. However, many practical applications require multi-parameter estimation. In this work, we discuss the precision limit of multi-parameter estimation of pure Gaussian states based on nonlinear interferometers, and derive the Holevo Cram\'{e}r-Rao Bound (HCRB) for the case where both modes undergo displacement estimation. Furthermore, we compare our analytical results with the quantum Cram\'er-Rao Bound based on the symmetric logarithmic derivative (SLD-CRB), and with the result of the dual homodyne measurement. Through numerical analysis, we find that the HCRB equals the result of the dual homodyne measurement, whereas SLD-CRB is not saturable at small squeezed parameters. Therefore, this indicates that the HCRB is tight. Additionally, we provide intuitive analysis and visual representation of our numerical results in phase space.
• Abstract（参考訳）: 標準量子限界(SQL)を超える量子優位性の可能性のため、非線形干渉計は精度測定の分野で研究者から大きな注目を集めている。 しかし、多くの実用的応用はマルチパラメータ推定を必要とする。 本研究では,非線形干渉計に基づく純ガウス状態のマルチパラメータ推定の精度限界について論じ,両モードが変位推定を行う場合のHolevo Cram\'{e}r-Rao Bound (HCRB) を導出する。 さらに, この解析結果を, 対称対数微分(SLD-CRB)に基づく量子Cram\'er-Rao境界と, 二重ホモダイン測定の結果と比較した。 数値解析により、HCRBは二重ホモダイン測定の結果と等しく、SLD-CRBは小さな圧縮パラメータで飽和しないことがわかった。 したがって、HCRBは強固である。 さらに,位相空間における数値結果の直感的解析と視覚的表現も提供する。

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