論文の概要: Quantum coherence leveraged agnostic phase estimation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.21736v1
- Date: Tue, 29 Jul 2025 12:15:37 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-06 15:36:49.081438
- Title: Quantum coherence leveraged agnostic phase estimation
- Title（参考訳）: 量子コヒーレンスを利用した非依存位相推定
- Authors: H. S. Karthik,
- Abstract要約: 典型的なメロジカルタスクは、回転軸に関する情報(theta,phi$)から回転角(tau$)を推定するものである。
軸の知識がない場合、計量的タスクの最適性は劇的に低下する。
我々はこの制限(回転軸の知識の欠如)をアンシラ支援プロトコルを用いて克服する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum metrology concerns improving the estimation of an unknown parameter using an optimal measurement scheme on the quantum system. More the optimality of the measurement, the better will be the improvement in sensing the value of the unknown parameter. Pertaining to the case of a two level system (qubit) undergoing rotation, a typical metrological task concerns the estimation of the angle of rotation ($\tau$) given the information about the axis of rotation ($\theta,\phi$). The method for garnering information about ($\tau)$ is through maximizing the Fisher information. In the absence of the axis-knowledge, the optimality of the metrological task reduces drastically. Drawing inspiration from recent works leveraging entanglement to connect closed time-like curves and metrology, we overcome this limitation (lack of the knowledge of the rotation axis) using an ancilla assisted protocol. Here, the probe and the ancilla interact through a coherently controlled superposition of unitary evolutions. The quantum coherence in the initial state of the ancilla forms as the resource aiding the protocol. By measuring the ancilla in the same coherent basis in which it was prepared, we achieve optimal Fisher information about the rotation angle, independent of the axis parameters. Notably, this resource-efficient and operationally simple agnostic sensing alternative is independent of both the entanglement in the initial joint state of the probe and the ancilla and entangling measurements, yet accounts for maximum Fisher information about the angle of rotation.
- Abstract（参考訳）: 量子気象学は、量子系の最適測定スキームを用いて未知のパラメータの推定を改善することを懸念する。
測定の最適性は、未知のパラメータの値を検出することで改善される。
回転中の2レベル系 (qubit) の場合、典型的には回転の軸に関する情報(\theta,\phi$)を考えると、回転の角度(\tau$)を推定する。
The method for garnering information about$\tau is through the maximize the Fisher information。
軸の知識がなければ、計量的タスクの最適性は劇的に低下する。
閉時間曲線とメトロジーを連結するために絡み合いを利用した最近の研究からインスピレーションを得て、アシラ支援プロトコルを用いてこの制限(回転軸の知識の欠如)を克服する。
ここでは、プローブとアンシラは、一様進化のコヒーレントに制御された重ね合わせを介して相互作用する。
アンシラの初期状態における量子コヒーレンス(英語版)は、プロトコルを補助する資源として形成される。
作成したアンシラを同一のコヒーレントベースで測定することにより、軸パラメータに依存しない回転角に関する最適なフィッシャー情報を得る。
特に、この資源効率が高く、操作上は単純な無重力センシング代替手段は、プローブの初期の関節状態における絡み合いと、アンシラと絡み合いの測定の両方とは独立であるが、回転角に関するフィッシャー情報の最大値である。
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