論文の概要: Probing parameters estimation with Gaussian non-commutative measurements

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.13451v1
• Date: Mon, 17 Nov 2025 14:55:57 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-18 14:36:25.312905
• Title: Probing parameters estimation with Gaussian non-commutative measurements
• Title（参考訳）: ガウス非可換測定による確率パラメータの推定
• Authors: Alice P. G. Hall, Carlos H. S. Vieira, Jonas F. G. Santos,
• Abstract要約: プローブ状態の準備段階が2つの非可換ガウス測度を含むガウス状態のパラメータ推定について検討する。 これらの非可換ガウス測定の影響を量子フィッシャー情報(QFI)を用いて検討する。 この結果は,量子力学におけるコヒーレンスの利用に寄与し,量子光学デバイスにおいて実験的に実現可能である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
• Abstract: Gaussian quantum states and channels are pivotal across many branches of quantum science and their applications, including the processing and storage of quantum information, the investigation of thermodynamics in the quantum regime, and quantum computation. The great advantage is that Gaussian states are experimentally accessible via their first and second statistical moments. In this work, we investigate parameter estimation for Gaussian states, in which the probe-state preparation stage involves two noncommutative Gaussian measurements on the position and momentum observables, introducing tunable parameters. The influence of these noncommutative Gaussian measurements is investigated through the quantum Fisher information (QFI). We showed that the QFI for characterizing Gaussian channels can be increased by adjusting the uncertainty parameters in the preparation of the probe state. Furthermore, if the probe is initially in a thermal state, probe-state preparation may generate quantum coherence in its energy basis. We showed that not only does the amount of coherence affect the improvement of the QFI, but also the rate of change of the coherence with respect to the parameter to be estimated. The proposed probe-state protocol is applied to two paradigmatic single-mode Gaussian channels, the attenuator and amplification channels, which are building blocks of Gaussian quantum information. Our results contribute to the use of coherence in quantum metrology and are experimentally feasible in quantum-optical devices.
• Abstract（参考訳）: ガウスの量子状態とチャネルは、量子科学の多くの分野とその応用、例えば量子情報の処理と保存、量子状態の熱力学の研究、量子計算などにおいて中心的である。 大きな利点は、ガウス状態が第1および第2の統計モーメントを介して実験的にアクセス可能であることである。 本研究では,ガウス状態のパラメータ推定について検討し,ガウス状態の生成段階は2つの非可換ガウス状態の測位値と運動量オブザーバブル(運動量オブザーバブル)を伴い,調整可能なパラメータを導入した。 これらの非可換ガウス測定の影響を量子フィッシャー情報(QFI)を用いて検討する。 ガウスチャネルを特徴付けるためのQFIは、プローブ状態の準備において不確実性パラメータを調整することで向上できることを示した。 さらに、プローブが最初に熱状態であれば、プローブ状態の準備はそのエネルギーベースで量子コヒーレンスを生成することができる。 その結果,コヒーレンスの量はQFIの改善に影響を及ぼすだけでなく,推定対象パラメータに対するコヒーレンスの変化率にも影響を及ぼすことがわかった。 提案したプローブ状態プロトコルは、ガウス量子情報のブロックである減衰器と増幅器という、2つのパラダイム的な単一モードガウスチャネルに適用される。 この結果は,量子力学におけるコヒーレンスの利用に寄与し,量子光学デバイスにおいて実験的に実現可能である。

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