論文の概要: Efficient Estimation of Multiple Temperatures via a Collisional Model

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.20448v1
• Date: Tue, 25 Nov 2025 16:18:46 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-26 17:37:04.543315
• Title: Efficient Estimation of Multiple Temperatures via a Collisional Model
• Title（参考訳）: 衝突モデルによる複数温度の効率的な推定
• Authors: Srijon Ghosh, Sagnik Chakraborty, Rosario Lo Franco,
• Abstract要約: 衝突モデルフレームワーク内の複数の温度を推定するための量子熱量測定プロトコルを提案する。 補助システム内での爆発的相関は、フィッシャー情報のさらなる強化をもたらす。
• 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: We present a quantum thermometric protocol for the estimation of multiple temperatures within the collisional model framework. Employing the formalism of multiparameter quantum metrology, we develop a systematic strategy to estimate the temperatures of several thermal reservoirs with minimal estimation error. We prove a necessary and sufficient condition for the singularity of the Fisher information matrix for a bi-parametrized qubit state. By using controlled rotations of ancillary systems between successive interaction stages, we eliminate parameter interdependencies, thereby rendering the quantum Fisher information matrix non-singular. Remarkably, we demonstrate that precision enhancement in the joint estimation of multiple temperatures can be achieved even in the absence of correlations among the ancillas, surpassing the corresponding thermal Fisher information limits. Exploiting correlations within the ancillary system yields additional enhancement of Fisher information. Finally, we identify the dimensionality of the ancillary systems as a key factor governing the efficiency of multiparameter temperature estimation.
• Abstract（参考訳）: 衝突モデルフレームワーク内の複数の温度を推定するための量子熱量測定プロトコルを提案する。 マルチパラメータ量子気象学の定式化を利用して, 温度を最小限の誤差で推定する体系的戦略を開発した。 バイパラメトリズドキュービット状態に対するフィッシャー情報行列の特異点に対する必要十分条件を証明した。 連続的な相互作用段階間の連接系の制御された回転を用いることで、パラメータ相互依存性を排除し、量子フィッシャー情報行列を非特異にレンダリングする。 また, 熱フィッシャー情報限界を超えながら, アンシラ間に相関関係がない場合においても, 複数温度のジョイント推定における精度向上が達成できることを実証した。 補助システム内での爆発的相関は、フィッシャー情報のさらなる強化をもたらす。 最後に,多パラメータ温度推定の効率を規定する鍵因子として,アシラリー系の寸法を同定する。

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