論文の概要: Absorption-Based Qubit Estimation in Discrete-Time Quantum Walks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.02186v1
• Date: Mon, 01 Dec 2025 20:28:44 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-03 21:04:45.596334
• Title: Absorption-Based Qubit Estimation in Discrete-Time Quantum Walks
• Title（参考訳）: 離散時間量子ウォークにおける吸収に基づく量子ビット推定
• Authors: Edgard P. M. Amorim, Lorena R. Cerutti, O. P. de Sá Neto, M. C. de Oliveira,
• Abstract要約: 単一吸収境界を持つ離散時間量子ウォークにおける状態推定について検討する。 スペクトルアプローチを用いて,コイン状態と境界位置の関数として,避難確率のクローズド表現を得る。 近辺境界はコインの集団角に関する広い情報を持っているのに対し、中程度あるいは遠方の境界は位相感受性のある領域であることを示す。
• 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 investigate state estimation in discrete-time quantum walks with a single absorbing boundary. Using a spectral approach, we obtain closed expressions for the escape probability as a function of the coin state and the boundary position, and their corresponding classical Fisher information for a simple absorption readout. Comparing with the single-copy quantum Fisher information shows a clear complementarity: near boundaries carry broad information about the population angle of the coin, whereas moderate or distant boundaries reveal phase-sensitive regions. Because a single boundary probes only one information direction, combining two boundary placements yields a full-rank Fisher matrix and tight joint Cramér--Rao bounds, while retaining a binary, tomography-free measurement. We outline an integrated-photonics implementation in which an on-chip sink realizes the absorber and estimate a substantial reduction in configuration count compared to mode-resolved qubit tomography. These results identify absorption in quantum walks as a simple and scalable primitive for coin-state metrology.
• Abstract（参考訳）: 単一吸収境界を持つ離散時間量子ウォークにおける状態推定について検討する。 スペクトルアプローチを用いて,コイン状態と境界位置の関数としての脱落確率のクローズド表現と,それに対応する古典的フィッシャー情報の簡単な吸収読み出しを行う。 単一コピーの量子フィッシャー情報と比較すると、近接境界はコインの集団角に関する広い情報を持っているのに対して、中程度の境界または遠方の境界は位相感受性のある領域を示している。 1つの境界線が1つの情報方向のみを探査するため、2つの境界配置を組み合わせると、フルランクのフィッシャー行列とタイトな関節を持つクラメロ-ラオ境界が得られる。 我々は、オンチップシンクが吸収器を実現し、モード分解量子ビットトモグラフィーと比較して構成数を大幅に削減する、統合フォトニクスの実装の概要を述べる。 これらの結果は、量子ウォークの吸収をコイン・ステート・メトロジーの単純でスケーラブルなプリミティブとみなす。

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