論文の概要: Adaptive Bayesian Single-Shot Quantum Sensing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.16477v1
• Date: Tue, 22 Jul 2025 11:35:27 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-23 21:34:14.091074
• Title: Adaptive Bayesian Single-Shot Quantum Sensing
• Title（参考訳）: Adaptive Bayesian Single-Shot Quantum Sensing
• Authors: Ivana Nikoloska, Ruud Van Sloun, Osvaldo Simeone,
• Abstract要約: 変分量子センシングにおいて、プローブ量子システムはパラメータ化量子回路を介して生成される。 本稿では,ベイズ推定を用いて能動情報ゲインを最適化する適応プロトコルを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 35.355128149649666
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum sensing harnesses the unique properties of quantum systems to enable precision measurements of physical quantities such as time, magnetic and electric fields, acceleration, and gravitational gradients well beyond the limits of classical sensors. However, identifying suitable sensing probes and measurement schemes can be a classically intractable task, as it requires optimizing over Hilbert spaces of high dimension. In variational quantum sensing, a probe quantum system is generated via a parameterized quantum circuit (PQC), exposed to an unknown physical parameter through a quantum channel, and measured to collect classical data. PQCs and measurements are typically optimized using offline strategies based on frequentist learning criteria. This paper introduces an adaptive protocol that uses Bayesian inference to optimize the sensing policy via the maximization of the active information gain. The proposed variational methodology is tailored for non-asymptotic regimes where a single probe can be deployed in each time step, and is extended to support the fusion of estimates from multiple quantum sensing agents.
• Abstract（参考訳）: 量子センシングは量子システムのユニークな性質を利用して、時間、磁場、電場、加速度、重力勾配などの物理量の精密測定を可能にする。 しかし、適切なセンシングプローブと測定スキームの同定は、高次元のヒルベルト空間を最適化する必要があるため、古典的に難解な作業である。 変分量子センシングにおいて、プローブ量子システムは、パラメータ化量子回路(PQC)を介して生成され、未知の物理パラメータに量子チャネルを介して露出し、古典的なデータを収集するために測定される。 PQCと測定は通常、頻繁な学習基準に基づいたオフライン戦略を用いて最適化される。 本稿では,ベイズ推論を用いて,アクティブ情報ゲインの最大化によるセンサポリシーの最適化を行う適応プロトコルを提案する。 提案手法は1つのプローブを各タイムステップで展開できる非漸近的な状態に適合し、複数の量子センシングエージェントからの推定値の融合をサポートするように拡張される。

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