論文の概要: Quantum error correction for multiparameter metrology

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.04018v1
• Date: Thu, 06 Nov 2025 03:31:23 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-07 20:17:53.288001
• Title: Quantum error correction for multiparameter metrology
• Title（参考訳）: マルチパラメータ・メトロジーのための量子誤差補正
• Authors: Mauricio Gutiérrez, Chiranjib Mukhopadhyay, Victor Montenegro, Abolfazl Bayat,
• Abstract要約: Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) プローブは、未知のパラメータ範囲にわたって最適な量子強調精度を達成する。 我々は1つの未知のパラメータを除く全てのパラメータをノイズとして扱い、その効果を補正することができる。
• 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: For single-parameter sensing, Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) probes achieve optimal quantum-enhanced precision across the unknown parameter range, solely relying on parameter-independent separable measurement strategies for all values of the unknown parameter. However, in the multiparameter setting, a single GHZ probe not only fails to achieve quantum advantage but also the corresponding optimal measurement becomes complex and dependent on the unknown parameters. Here, we provide a recipe for multiparameter sensing with GHZ probes using quantum error correction techniques by treating all but one unknown parameters as noise, whose effects can be corrected. This strategy restores the core advantage of single parameter GHZ-based quantum sensing, namely reaching optimally quantum-enhanced precision for all unknown parameter values while keeping the measurements separable and fixed. Specifically, given one shielded ancilla qubit per GHZ probe, our protocol extracts optimal possible precision for any probe size. While this optimal precision is shot-noise limited for a single GHZ probe, we recover the Heisenberg scaling through use of multiple complementary GHZ probes. We demonstrate the effectiveness of the protocol with Bayesian estimation.
• Abstract（参考訳）: 単一パラメータセンシングでは、GHZプローブは、未知パラメータのすべての値に対するパラメータ非依存の分離性測定戦略にのみ依存して、未知パラメータ範囲にわたって最適な量子強調精度を達成する。 しかし、マルチパラメータ設定では、単一のGHZプローブが量子的優位性を達成するのに失敗するだけでなく、対応する最適測定が複雑になり、未知のパラメータに依存する。 本稿では、1つの未知のパラメータを除く全てのパラメータをノイズとして扱い、その効果を補正することで、GHZプローブを用いたマルチパラメータセンシングのレシピを提供する。 この戦略は、単一のパラメータGHZベースの量子センシングのコアとなる利点を回復させる。 具体的には、GHZプローブ当たりのシールド付きアンシラ量子ビットが与えられた場合、このプロトコルは任意のプローブサイズに対して可能な限りの精度を抽出する。 この最適精度は1つのGHZプローブに制限されるが、複数の補完GHZプローブを用いてハイゼンベルクスケールを復元する。 ベイズ推定によるプロトコルの有効性を示す。

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