論文の概要: Optimal quantum metrology under energy constraints

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.09436v3
• Date: Mon, 03 Nov 2025 07:34:53 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-04 18:19:02.750207
• Title: Optimal quantum metrology under energy constraints
• Title（参考訳）: エネルギー制約下における最適量子距離論
• Authors: Longyun Chen, Yuxiang Yang,
• Abstract要約: 我々は、エネルギー制約された多段階量子過程を特徴づける理論的枠組みを開発する。 我々は、適応的な量子推定のエネルギー効率を高めるために、因果順序の量子重ね合わせの新たな利点を同定する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.093341191156838
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The traditional framework of quantum metrology commonly assumes unlimited access to resources, overlooking resource constraints in realistic scenarios. As such, the optimal strategies therein can be infeasible in practice. Here, we investigate quantum metrology where the total energy consumption of the probe state preparation, intermediate control operations, and the final measurement is subject to a constraint. We establish a comprehensive theoretical framework for characterizing energy-constrained multi-step quantum processes, based on which we develop a general optimization method for energy-constrained quantum metrology that determines both the optimal precision and the corresponding strategy. Using the method, we determine the ultimate precision limit of energy-constrained phase estimation and identify a novel advantage of quantum superpositions of causal orders in enhancing the energy efficiency of adaptive quantum estimation.
• Abstract（参考訳）: 量子気象学の伝統的な枠組みは、現実的なシナリオで資源の制約を見越して、資源への無制限アクセスを前提としている。 したがって、そこでの最適戦略は実際は実現不可能である。 ここでは, プローブ状態準備, 中間制御操作, 最終測定の総エネルギー消費が制約を受ける量子気象について検討する。 我々は、エネルギー制約付き多段階量子過程を特徴付けるための包括的な理論的枠組みを確立し、最適精度と対応する戦略の両方を決定するエネルギー制約付き量子メートル法に対する一般的な最適化法を開発した。 本手法を用いて,エネルギー制約された位相推定の最終的な精度限界を判定し,適応的量子推定のエネルギー効率を高めるための因果順序の量子重ね合わせの新たな利点を同定する。

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