論文の概要: Nonlinear Heisenberg Limit via Uncertainty Principle in Quantum Metrology

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.09216v1
• Date: Fri, 10 Oct 2025 09:49:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-14 00:38:48.615376
• Title: Nonlinear Heisenberg Limit via Uncertainty Principle in Quantum Metrology
• Title（参考訳）: 量子メトロロジーにおける不確かさ原理による非線形ハイゼンベルク極限
• Authors: Binke Xia, Jingzheng Huang, Yuxiang Yang, Guihua Zeng,
• Abstract要約: パラメータ空間における位置-運動量不確実性関係を利用して,ハイゼンベルクのスケーリングを再検討する。 量子光学系において、この非線形スケーリングの強化は、固定されたプローブエネルギーで達成できることを実験的に実証した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.101754802692438
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The Heisenberg limit is acknowledged as the ultimate precision limit in quantum metrology, traditionally implying that root mean square errors of parameter estimation decrease linearly with the time T of evolution and the number N of quantum gates or probes. However, this conventional perspective fails to interpret recent studies of "super-Heisenberg" scaling, where precision improves faster than linearly with T and N. In this work, we revisit the Heisenberg scaling by leveraging the position-momentum uncertainty relation in parameter space and characterizing precision in terms of the corresponding canonical momentum. This reformulation not only accounts for time and energy resources, but also incorporates underlying resources arising from noncommutativity and quantum superposition. By introducing a generating process with indefinite time direction, which involves noncommutative quantum operations and superposition of time directions, we obtain a quadratic increment in the canonical momentum, thereby achieving a nonlinear-scaling precision limit with respect to T and N. Then we experimentally demonstrate in quantum optical systems that this nonlinear-scaling enhancement can be achieved with a fixed probe energy. Our results provide a deeper insight into the Heisenberg limit in quantum metrology, and shed new light on enhancing precision in practical quantum metrological and sensing tasks.
• Abstract（参考訳）: ハイゼンベルク極限は量子力学における究極の精度限界として認識され、伝統的に、パラメータ推定の根平均二乗誤差は進化の時間Tと量子ゲートやプローブの数Nと線形に減少することを示唆している。 しかし、この従来の視点では、T と N で直線的に精度が向上する「スーパー・ハイゼンベルク」スケーリングの最近の研究の解釈に失敗し、パラメータ空間における位置-運動量不確実性関係を利用して、対応する正準運動量の観点から精度を特徴づけることで、ハイゼンベルクスケーリングを再考する。 この改革は時間とエネルギーの資源だけでなく、非可換性と量子的重ね合わせから生じる基礎となる資源も含んでいる。 非可換な量子演算と時間方向の重畳を含む不定時間方向の生成プロセスを導入することにより、正準運動量の2次増分を求め、TとNに対する非線形スケーリング精度の限界を達成する。 我々の結果は、量子力学におけるハイゼンベルク限界について深い洞察を与え、実用的な量子力学およびセンシングのタスクにおける精度の向上に新たな光を当てた。

関連論文リスト

• Toward Heisenberg Scaling in Non-Hermitian Metrology at the Quantum Regime [2.4952786567436056]
  量子状態における非エルミート量子パラメータ推定の包括的研究について述べる。 一般のエルミート・ハミルトニアンに適用可能な量子フィッシャー情報(QFI)の簡潔な表現を導入する。 以上の結果から,Hermitianでない系がHeisenbergスケールを1/t$で達成し,t$が時間を表すという驚くべき可能性が示された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-09-16T02:13:37Z)
• Heisenberg limited quantum algorithm for estimating the fidelity susceptibility [4.524082537369606]
  本稿では,効率よくハイゼンベルクに制限されたフィデリティ感受性推定を実現する量子アルゴリズムを提案する。 我々の研究は、量子多体物理学とアルゴリズム設計を橋渡しし、量子臨界性のスケーラブルな探索を可能にします。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-09-01T10:56:50Z)
• Time Symmetry, Retrocausality, and Emergent Collapse: The Tlalpan Interpretation of Quantum Mechanics [51.56484100374058]
  Tlalpan Interpretation (QTI) は、波動関数の崩壊は原始的、公理的な規則ではなく、創発的な現象であると主張する。 QTIの新規性は、統計物理学における臨界現象の概念言語に崩壊を埋め込むことにある。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-08-25T20:30:56Z)
• Non-Equilibrium Criticality-Enhanced Quantum Sensing with Superconducting Qubits [26.523015621022488]
  量子的特徴の爆発により、古典的なセンサーの容量をはるかに超える精度で外部パラメータを推定できる。 量子臨界度は、プローブサイズに関してそのような拡張を達成するための資源として特定されている。 非平衡プローブは力学を応用し、幅広いパラメータの時間に対する量子強調精度を実現する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-08-20T04:14:20Z)
• Surpassing the Global Heisenberg Limit Using a High-effciency Quantum Switch [3.5882185275249583]
  不定因数順序は、量子パラメータ推定において逆二乗 N の精度を高めることが示されている。 これは広く受け入れられているハイゼンベルク極限1/Nの量子精度を超える。 因果順序の重畳に埋め込まれた一対の共役位置と運動量変位に付随する幾何位相を推定する超高効率量子スイッチを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-05-06T08:16:39Z)
• Enhanced quantum frequency estimation by nonlinear scrambling [41.94295877935867]
  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。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-03-03T19:00:01Z)
• Enhanced nonlinear quantum metrology with weakly coupled solitons and particle losses [58.720142291102135]
  ハイゼンベルク(最大1/N)および超ハイゼンベルクスケーリングレベルにおける位相パラメータ推定のための干渉計測手法を提案する。 我々のセットアップの中心は、量子プローブを形成する新しいソリトンジョセフソン接合(SJJ)システムである。 このような状態は、適度な損失があっても最適な状態に近いことを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-07T09:29:23Z)
• Experimental Adiabatic Quantum Metrology with the Heisenberg scaling [21.42706958416718]
  本稿では,第1次量子位相遷移を伴う摂動イジングスピンモデルに基づく断熱スキームを提案する。 核磁気共鳴に関する断熱的スキームを実験的に実装し、達成された精度がハイゼンベルクスケーリングを達成することを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-02-14T03:08:54Z)
• Entropic Uncertainty Relations and the Quantum-to-Classical transition [77.34726150561087]
  我々は、不確実性関係の分析を通して見られるように、量子-古典的遷移にいくつかの光を当てることを目指している。 エントロピックな不確実性関係を用いて、2つの適切に定義された量の系を同時に作成できることを、マクロ計測のモデルに含めることによってのみ示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-03-04T14:01:17Z)

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。