論文の概要: Optimal scheme for distributed quantum metrology
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.18334v1
- Date: Mon, 22 Sep 2025 18:55:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-24 20:41:27.533722
- Title: Optimal scheme for distributed quantum metrology
- Title（参考訳）: 分散量子気象学のための最適スキーム
- Authors: Zhiyao Hu, Allen Zang, Jianwei Wang, Tian Zhong, Haidong Yuan, Liang Jiang, Zain H. Saleem,
- Abstract要約: 我々は,分散システムにおける究極の精度限界を特徴付ける分散量子力学の最適スキームを開発する。
本研究では,各センサ上で最適な制御操作をローカルに実装できることを証明し,遠隔ノード間の非ローカル制御操作の必要性を排除した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.330069889084255
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Optimal strategies for local quantum metrology -- including the preparation of optimal probe states, implementation of optimal control and measurement strategies, are well established. However, for distributed quantum metrology, where the goal is to estimate global properties of multiple spatially distributed parameters, the optimal scheme -- particularly the role of optimal control -- remains poorly understood. In this work, we address this challenge by developing optimal schemes for distributed quantum metrology that characterize the ultimate precision limits in distributed systems. We derive the optimal probe state, optimal control protocols, and measurement strategies in estimating a linear combination of $N$ independent unknown parameters coupled to $d$ networked sensors. Crucially, we prove that the optimal control operations can be implemented locally on each sensor, eliminating the need for non-local control operations across distant nodes. This result significantly reduces the complexity of implementing optimal strategies in distributed quantum metrology. To demonstrate the power of our framework, we apply it to several key scenarios.
- Abstract（参考訳）: 局所量子力学の最適戦略 - 最適プローブ状態の作成、最適制御および測定戦略の実装を含む - は、よく確立されている。しかし、複数の空間分布パラメータのグローバルな性質を推定することを目的としている分散量子力学では、最適スキーム、特に最適制御の役割がよく理解されていない。
本研究では,分散システムにおける究極の精度限界を特徴付ける分散量子力学の最適スキームを開発することで,この問題に対処する。
我々は、$d$ネットワークセンサと結合した$N$独立未知パラメータの線形結合を推定する際の最適プローブ状態、最適制御プロトコル、および測定戦略を導出する。
重要なことは、各センサ上で最適な制御操作をローカルに実装できることを証明し、遠隔ノード間の非局所制御操作を不要にする。
この結果、分散量子力学における最適戦略の実装の複雑さを著しく低減する。
フレームワークのパワーを実証するために、いくつかの重要なシナリオに適用する。
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