論文の概要: Efficient adaptive control strategy for multi-parameter quantum metrology in two-dimensional systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.14811v1
- Date: Thu, 16 Oct 2025 15:47:55 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-17 21:15:14.92715
- Title: Efficient adaptive control strategy for multi-parameter quantum metrology in two-dimensional systems
- Title（参考訳）: 二次元系における多パラメータ量子力学の効率的な適応制御戦略
- Authors: Qifei Wei, Shengshi Pang,
- Abstract要約: 本稿では,2次元システムにおける多パラメータ量子力学の効率的な適応制御手法を提案する。
最適測定、初期状態、ハミルトンの制御の間のトレードオフを排除し、推定器の分散と進化時間の間に明確な関係を導出する。
提案した戦略は,数回の反復で一定順序の全体係数まで,最適性能を達成する。
- 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 leverages quantum resources such as entanglement and squeezing to enhance parameter estimation precision beyond classical limits. While optimal quantum control strategies can assist to reach or even surpass the Heisenberg limit, their practical implementation often requires the knowledge of the parameters to be estimated, necessitating adaptive control methods with feedback. Such adaptive control methods have been considered in single-parameter quantum metrology, but not much in multi-parameter quantum metrology so far. In this work, we bridge this gap by proposing an efficient adaptive control strategy for multi-parameter quantum metrology in two-dimensional systems. By eliminating the trade-offs among optimal measurements, initial states, and control Hamiltonians through a system extension scheme, we derive an explicit relation between the estimator variance and evolution time. Through a reparameterization technique, the optimization of evolution times in adaptive iterations are obtained, and a recursive relation is established to characterize the precision improvement across the iterations. The proposed strategy achieves the optimal performance up to an overall factor of constant order with only a few iterations and demonstrates strong robustness against deviations in the errors of control parameters at individual iterations. Further analysis shows the effectiveness of this strategy for Hamiltonians with arbitrary parameter dependence. This work provides a practical approach for multi-parameter quantum metrology with adaptive Hamiltonian control in realistic scenarios.
- Abstract（参考訳）: 量子メートル法は、絡み合いやスクイーズのような量子資源を活用し、古典的限界を超えるパラメータ推定精度を高める。
最適量子制御戦略はハイゼンベルク限界に達したり超えたりすることができるが、その実践にはパラメータの知識が必要であり、フィードバックを伴う適応制御手法が必要である。
このような適応制御法は、単一パラメータ量子メートル法では検討されているが、これまでのマルチパラメータ量子メートル法ではあまり考慮されていない。
本研究では,このギャップを2次元システムにおける多パラメータ量子距離論の効率的な適応制御戦略を提案することによって埋める。
システム拡張スキームにより、最適測定、初期状態、制御ハミルトンのトレードオフを排除し、推定器の分散と進化時間の間に明確な関係を導出する。
再パラメータ化手法により、適応イテレーションにおける進化時間の最適化が得られ、繰り返し間の精度改善を特徴付ける再帰関係が確立される。
提案手法は,数回の反復で一定順序の全体係数まで最適性能を達成し,各反復における制御パラメータの誤差の偏差に対して強い堅牢性を示す。
さらなる分析は、任意のパラメータ依存を持つハミルトン群に対するこの戦略の有効性を示している。
この研究は、現実シナリオにおける適応ハミルトニアン制御を伴うマルチパラメータ量子距離論の実践的なアプローチを提供する。
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