論文の概要: Quadratic and cubic scrambling in the estimation of two successive phase-shifts

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.13640v1
• Date: Mon, 15 Dec 2025 18:34:53 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-16 17:54:56.806436
• Title: Quadratic and cubic scrambling in the estimation of two successive phase-shifts
• Title（参考訳）: 2つの連続位相シフトの推定における2次および3次スクランブル
• Authors: Manju, Stefano Olivares, Matteo G. A. Paris,
• Abstract要約: 2つの位相シフトパラメータを持つボソニックモデルについて検討し、2階および3階非線形スクランブルの性能を解析する。 以上の結果から,非線形スクランブルはスロピネスを緩和し,互換性を高め,全体の推定精度を向上することが示された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.2744523252873352
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Multiparameter quantum estimation becomes challenging when the parameters are incompatible, i.e., when their respective symmetric logarithmic derivatives do not commute, or when the model is sloppy, meaning that the quantum probe depends only on combinations of parameters leading to a degenerate or ill-conditioned Fisher information matrix. In this work, we explore the use of scrambling operations between parameter encoding to overcome sloppiness. We consider a bosonic model with two phase-shift parameters and analyze the performance of second- and third-order nonlinear scrambling using two classes of probe states: squeezed vacuum states and coherent states. Our results demonstrate that nonlinear scrambling mitigates sloppiness, increases compatibility, and improves overall estimation precision. We find third-order nonlinearity to be more effective than second-order under both fixed-probe and fixed-energy constraints. Furthermore, by comparing joint estimation to a stepwise estimation strategy, we show that a threshold for nonlinear coupling exists. For coherent probes, joint estimation outperforms the stepwise strategy if the nonlinearity is sufficiently large, while for squeezed probes, this advantage is observed specifically with third-order nonlinearity.
• Abstract（参考訳）: パラメータが不整合である場合、すなわち、それぞれの対称対数微分が可換でないときや、モデルがスロッピーであるとき、すなわち、量子プローブは縮退または不飽和フィッシャー情報行列につながるパラメータの組み合わせにのみ依存する場合、多パラメータ量子推定は困難になる。 本研究では,スロープネスを克服するために,パラメータエンコーディング間のスクランブル操作の利用について検討する。 本研究では,2つの位相シフトパラメータを持つボソニックモデルについて検討し,真空状態とコヒーレント状態の2種類のプローブ状態を用いた2階および3階非線形スクランブルの性能解析を行った。 以上の結果から,非線形スクランブルはスロピネスを緩和し,互換性を高め,全体の推定精度を向上することが示された。 固定プローブおよび固定エネルギーの制約の下では, 3階非線形性が2階よりも有効であることがわかった。 さらに, 継手推定を段階的推定戦略と比較することにより, 非線形結合のしきい値が存在することを示す。 コヒーレントプローブの場合、結合推定は、非線形性が十分に大きい場合、ステップワイズ戦略よりも優れ、一方、圧縮プローブの場合、この利点は特に3階非線形性で観察される。

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