論文の概要: On the Speed-up of Wave-like Dark Matter Searches with Entangled Qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.11795v1
• Date: Mon, 13 Oct 2025 18:00:11 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-15 19:02:32.048359
• Title: On the Speed-up of Wave-like Dark Matter Searches with Entangled Qubits
• Title（参考訳）: 絡み合った量子ビットを用いた波状暗黒物質探索の高速化について
• Authors: Arushi Bodas, Sohitri Ghosh, Roni Harnik,
• Abstract要約: 我々は、異なるエラーレジーム間の絡み合った量子ビットプロトコルの帯域幅とスキャンレート性能を解析する。 位相ベースのエンタングルプロトコルの読み出しは、クビット数とは無関係に探索帯域を保存する。 この分析をダークフォトンサーチに適用すると、約100量子ビットの絡み合った状態が競合する可能性があることが分かる。
• 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: Qubit-based sensing platforms offer promising new directions for wave-like dark matter searches. Recent proposals demonstrate that entangled qubits can achieve quadratic scaling of the signal in the number of qubits. In this work we expand on these proposals to analyze the bandwidth and scan rate performance of entangled qubit protocols across different error regimes. We find that the phase-based readout of entangled protocols preserves the search bandwidth independent of qubit number, in contrast to power-based detection schemes, thereby achieving a genuine scan-rate advantage. We derive coherence time and error rate requirements for qubit systems to realize this advantage. Applying our analysis to dark photon searches, we find that entangled states of approximately 100 qubits can become competitive with benchmark photon-counting cavity experiments for masses $\gtrsim 30{-}40~\mu{\rm eV}$, provided sufficiently low error rates are achieved. The advantage increases at higher masses where cavity volume scaling becomes less favorable.
• Abstract（参考訳）: Qubitベースのセンシングプラットフォームは、波のようなダークマター検索に有望な新しい方向を提供する。 最近の提案では、絡み合った量子ビットは、量子ビット数における信号の2次スケーリングを実現することができる。 本研究は,これらの提案を拡張して,異なるエラー機構をまたいだ絡み合った量子ビットプロトコルの帯域幅とスキャンレート性能を解析するものである。 位相ベースのコンタングルプロトコルの読み出しは、電力ベースの検出方式とは対照的に、クビット数とは無関係に探索帯域を保存し、真のスキャンレートの優位性を実現する。 我々は、この利点を実現するために、キュービットシステムのコヒーレンス時間とエラー率要件を導出する。 ダーク光子探索に解析を適用すると、約100量子ビットの絡み合った状態が質量に対するベンチマーク光子計数空洞実験と競合しうることが分かる。 キャビティ体積のスケーリングがあまり好ましくない高い質量では、利点が増す。

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