論文の概要: Enhanced quantum frequency estimation by nonlinear scrambling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.01959v1
• Date: Mon, 03 Mar 2025 19:00:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-05 19:14:44.437476
• Title: Enhanced quantum frequency estimation by nonlinear scrambling
• Title（参考訳）: 非線形スクランブルによる量子周波数推定の高速化
• Authors: Victor Montenegro, Sara Dornetti, Alessandro Ferraro, Matteo G. A. Paris,
• Abstract要約: 非線形量子電磁場における未知の周波数を動的に符号化することで、周波数推定を大幅に改善できることを示す。 我々は、ハミルトン構造における非可換性の度合いを測定するウィグナー・ヤネーゼスキュー情報を用いて、この効果を定量化する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 41.94295877935867
• License:
• Abstract: Frequency estimation, a cornerstone of basic and applied sciences, has been significantly enhanced by quantum sensing strategies. Despite breakthroughs in quantum-enhanced frequency estimation, key challenges remain: static probes limit flexibility, and the interplay between resource efficiency, sensing precision, and potential enhancements from nonlinear probes remains not fully understood. In this work, we show that dynamically encoding an unknown frequency in a nonlinear quantum electromagnetic field can significantly improve frequency estimation. To provide a fair comparison of resources, we define the energy cost as the figure of merit for our sensing strategy. We further show that specific higher-order nonlinear processes lead to nonlinear-enhanced frequency estimation. This enhancement results from quantum scrambling, where local quantum information spreads across a larger portion of the Hilbert space. We quantify this effect using the Wigner-Yanase skew information, which measures the degree of noncommutativity in the Hamiltonian structure. Our work sheds light on the connection between Wigner-Yanase skew information and quantum sensing, providing a direct method to optimize nonlinear quantum probes.
• Abstract（参考訳）: 基本および応用科学の基盤である周波数推定は、量子センシング戦略によって大幅に改善されている。 静的プローブは柔軟性を制限し、資源効率、センシング精度、非線形プローブからの潜在的な拡張との相互作用は、まだ完全には理解されていない。 本研究では、非線形量子電磁場における未知の周波数を動的に符号化することで、周波数推定を大幅に改善できることを示す。 資源を公平に比較するために,エネルギーコストをセンサ戦略のメリットの指標として定義する。 さらに, 特定の高次非線形過程が非線形拡大周波数推定に繋がることを示す。 この強化は、局所的な量子情報がヒルベルト空間の大部分に広がる量子スクランブルによる。 我々は、ハミルトン構造における非可換性の度合いを測定するウィグナー・ヤネーゼスキュー情報を用いて、この効果を定量化する。 我々の研究は、Wigner-Yanaseスキュー情報と量子センシングの接続に光を当て、非線形量子プローブを最適化する直接的な方法を提供する。

関連論文リスト

• A neural processing approach to quantum state discrimination [0.2796197251957245]
  量子信号の非線形処理は、しばしば非イデアル性や余剰ノイズと関連付けられる。 本稿では,幅広いボゾン量子非線形プロセッサの一般量子信号処理原理を明らかにする枠組みを提案する。 我々の研究は、非線形量子システムを汎用デバイスとして活用するための経路を提供し、非線形量子情報処理の新しいパラダイムを可能にする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-05T17:58:27Z)
• Power Characterization of Noisy Quantum Kernels [52.47151453259434]
  一般化誤差が小さい場合でも,量子カーネル法は予測能力に乏しい。 我々は、量子計算にノイズの多い量子カーネル法を用いるために重要な警告を提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-31T01:02:16Z)
• Harnessing graph state resources for robust quantum magnetometry under noise [0.6999740786886537]
  本研究は, 量子磁気学における対称グラフ状態資源を用いた測定精度の向上に焦点をあてる。 その結果, 単発および複数発のラーモア周波数の推定において有意な改善が認められた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-11-30T03:38:35Z)
• Near-Term Distributed Quantum Computation using Mean-Field Corrections and Auxiliary Qubits [77.04894470683776]
  本稿では,限られた情報伝達と保守的絡み合い生成を含む短期分散量子コンピューティングを提案する。 我々はこれらの概念に基づいて、変分量子アルゴリズムの断片化事前学習のための近似回路切断手法を作成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-09-11T18:00:00Z)
• Nonlinear feedforward enabling quantum computation [1.4001701321481363]
  光時間領域多重化による計測に基づく量子計算は,スケーラビリティの観点から量子コンピュータを実現する上で有望な方法である。 また、適切な資源量子状態と測定結果に基づいて変化する電気光学的フィードフォワードを準備することで、フォールトトレランスと普遍性も実現可能である。 高速でフレキシブルな非線形フィードフォワードは、フォールトトレラントおよび普遍量子計算に必要な重要な測定値を実現することを実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-10-31T07:56:08Z)
• Nonlinear speed-ups in ultracold quantum gases [0.0]
  量子進化の速度を高めるために、そのような非線形効果をどの程度活用できるかを解析する。 量子速度制限は非線形性の強さによって増加するが、非線形性の次数'で自明にスケールしない。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-06-27T15:14:47Z)
• 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)
• Quantum algorithms for quantum dynamics: A performance study on the spin-boson model [68.8204255655161]
  量子力学シミュレーションのための量子アルゴリズムは、伝統的に時間進化作用素のトロッター近似の実装に基づいている。 変分量子アルゴリズムは欠かせない代替手段となり、現在のハードウェア上での小規模なシミュレーションを可能にしている。 量子ゲートコストが明らかに削減されているにもかかわらず、現在の実装における変分法は量子的優位性をもたらすことはありそうにない。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-09T18:00:05Z)
• Designing Kerr Interactions for Quantum Information Processing via Counterrotating Terms of Asymmetric Josephson-Junction Loops [68.8204255655161]
  静的空洞非線形性は通常、ボゾン量子誤り訂正符号の性能を制限する。 非線形性を摂動として扱うことで、シュリーファー・ヴォルフ変換を用いて実効ハミルトニアンを導出する。 その結果、立方体相互作用は、線形演算と非線形演算の両方の有効率を高めることができることがわかった。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-14T15:11:05Z)
• Critical parametric quantum sensing [0.0]
  駆動散逸遷移中のパラメトリックKerr共振器のメトロジカルパワーを評価する。 実験的な到達可能なパラメータでハイゼンベルク精度が達成可能であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-09T15:44:26Z)

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。