論文の概要: Quantum Analog-to-Digital Converter for Phase Estimation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.07676v1
• Date: Tue, 11 Feb 2025 16:27:06 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-12 14:07:21.195858
• Title: Quantum Analog-to-Digital Converter for Phase Estimation
• Title（参考訳）: 位相推定のための量子アナログ-ディジタル変換器
• Authors: Eugenio Caruccio, Simone Roncallo, Valeria Cimini, Riccardo Albiero, Ciro Pentangelo, Francesco Ceccarelli, Giacomo Corrielli, Roberto Osellame, Nicolò Spagnolo, Lorenzo Maccone, Chiara Macchiavello, Fabio Sciarrino,
• Abstract要約: 本稿では,量子気象学のための量子アナログ-ディジタル変換器を初めて実験的に実現したことを報告する。 我々は,標準量子限界を超えるデジタル位相推定プロトコルを実装した。 本研究は,量子ディジタル推定戦略の今後の実装に向けた新たな視点を開拓する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Traditional quantum metrology assesses precision using the figures of merit of continuous-valued parameter estimation. Recently, quantum digital estimation was introduced: it evaluates the performance information-theoretically by quantifying the number of significant bits of the parameter, redefining key benchmarks like the Heisenberg bound. Here, we report the first experimental realization of a Quantum Analog-to-Digital Converter for quantum metrology, that takes an input continuous parameter and outputs a bit string, using an advanced photonic platform, comprising a fully reconfigurable integrated circuit and a quantum dot source of highly indistinguishable photons. We implement a protocol for digital phase estimation that is capable of surpassing the standard quantum limit, through the simultaneous use of different entangled state resources. We tackle experimental imperfections by employing machine learning techniques for noise deconvolution and estimation process refinement. Our protocol is experimentally benchmarked against classical strategies via the number of recoverable bits of the unknown parameter. Our results open new perspectives for future implementation of quantum digital estimation strategies.
• Abstract（参考訳）: 従来の量子気象学は、連続値パラメータ推定のメリットの数値を用いて精度を評価する。 近年,パラメータの有意なビット数を定量化し,ハイゼンベルク境界のような重要なベンチマークを再定義することにより,性能情報を理論的に評価する量子ディジタル推定法が導入された。 本稿では,量子メートル法用量子アナログ-デジタル変換器を初めて実験的に実現し,入力された連続パラメータを入力としてビット列を出力し,完全再構成可能な集積回路と高識別可能な光子の量子ドット源からなる高度なフォトニックプラットフォームを用いて実現した。 我々は、異なる絡み合った状態資源を同時に使用することにより、標準量子限界を超えることができるデジタル位相推定プロトコルを実装した。 我々は、ノイズデコンボリューションと推定プロセス改善のための機械学習技術を用いて、実験的な欠陥に対処する。 提案プロトコルは,未知パラメータの回復可能なビット数を用いて,古典的戦略に対して実験的にベンチマークされる。 本研究は,量子ディジタル推定戦略の今後の実装に向けた新たな視点を開拓する。

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