論文の概要: Orders matter: tight bounds on the precision of sequential quantum estimation for multiparameter models

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.14963v1
• Date: Thu, 16 Oct 2025 17:59:15 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-17 21:15:14.999245
• Title: Orders matter: tight bounds on the precision of sequential quantum estimation for multiparameter models
• Title（参考訳）: 順序:多パラメータモデルにおける逐次量子推定精度の厳密な境界
• Authors: Gabriele Fazio, Jiayu He, Matteo G. A. Paris,
• Abstract要約: 量子気象学において、結合推定の最終的な精度は、ホレヴォ・クラム・ラオ境界によって決定される。 本稿では,ステップワイズ推定戦略(Stepwise Estimation strategy)という,別のアプローチについて論じ,詳細に分析する。 我々は、このプロトコルに対して厳密で達成可能な精度境界、段階的に分離可能な境界を導出し、その閉形式解析式を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9379969114114787
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In multiparameter quantum metrology, the ultimate precision of joint estimation is dictated by the Holevo Cram\'er-Rao bound. In this paper, we discuss and analyze in detail an alternative approach: the stepwise estimation strategy. In this approach, parameters are estimated sequentially, using an optimized fraction of the total available resources allocated to each step. We derive a tight and achievable precision bound for this protocol, the stepwise separable bound, and provide its closed-form analytical expression, revealing a crucial dependence on the chosen measurement ordering. We provide a rigorous comparison with the joint measurement strategy, deriving analytical conditions that determine when the stepwise approach offers superior precision. Through the analysis of several paradigmatic SU(2) unitary encoding models, we demonstrate that the stepwise strategy can indeed outperform joint measurements, particularly in scenarios characterized by non-optimal probes or models with a high degree of sloppiness. Our findings establish stepwise estimation as a powerful alternative to joint and collective measurements, proving that sequential protocols can provide a genuine metrological advantage, especially in resource-constrained or imperfect experimental settings.
• Abstract（参考訳）: 多パラメータ量子メートル法では、結合推定の最終的な精度はホレヴォ・クラム=ラオ境界によって決定される。 本稿では,ステップワイズ推定戦略(Stepwise Estimation strategy)という,別のアプローチについて論じ,詳細に分析する。 このアプローチでは、各ステップに割り当てられた全利用可能なリソースの最適化された分数を用いて、パラメータを逐次推定する。 我々は、このプロトコルの厳密かつ達成可能な精度境界、段階的に分離可能な境界を導出し、その閉形式解析式を提供し、選択した測定順序に決定的な依存を示す。 我々は,段階的アプローチが優れた精度を提供するかどうかを判断する解析条件を導出した共同測定戦略と厳密な比較を行った。 いくつかのパラダイム的SU(2)ユニタリ符号化モデルの解析を通して、ステップワイズ戦略が実際に関節測定よりも優れていることを示す。 本研究は,特に資源制約や不完全な実験環境において,逐次的プロトコルが真の気象学的優位性をもたらすことを証明し,共同計測や集合計測の強力な代替手段として段階的推定を確立した。

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