論文の概要: Experimental Joint Estimation of Phase and Phase Diffusion via Deterministic Bell Measurements
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.22558v1
- Date: Sat, 27 Dec 2025 11:12:08 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-30 22:37:30.110836
- Title: Experimental Joint Estimation of Phase and Phase Diffusion via Deterministic Bell Measurements
- Title（参考訳）: 決定論的ベル計測による位相拡散と位相拡散の実験的共同評価
- Authors: Ben Wang, Minghao Mi, Huangqiuchen Wang, Qian Xie, Lijian Zhang,
- Abstract要約: 本研究は, 2量子系における決定論的ベル測定を用いて, 接合相と位相拡散推定を実験的に実証する。
線形光学ネットワークを用いてパラメータエンコーディングと決定論的ベル測定の両方を実装し、任意の分離可能な測定戦略と比較して推定精度を向上させる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.847144242616201
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Accurate phase estimation plays a pivotal role in quantum metrology, yet its precision is significantly affected by noise, particularly phase-diffusive noise caused by phase drift. To address this challenge, the joint estimation of phase and phase diffusion has emerged as an effective approach, transforming the problem into a multi-parameter estimation task. However, the incompatibility between optimal measurements for different parameters prevents single-copy measurements from reaching the fundamental precision limits defined by the quantum Cramer-Rao bound. Meanwhile, collective measurements performed on multiple identical copies can mitigate this incompatibility and thus enhance the precision of joint parameter estimation. This work experimentally demonstrates joint phase and phase-diffusion estimation using deterministic Bell measurements on a two-qubit system. A linear optical network is employed to implement both parameter encoding and deterministic Bell measurements, achieving improved estimation precision compared to any separable measurement strategy. This work proposes a new framework for phase estimation under phase-diffusive noise and underscores the substantial advantages of collective measurements in multi-parameter quantum metrology.
- Abstract（参考訳）: 正確な位相推定は量子力学において重要な役割を果たすが、その精度はノイズ、特に位相ドリフトによって生じる位相拡散ノイズに大きく影響を受ける。
この課題に対処するために、位相拡散と位相拡散の合同推定が効果的なアプローチとして登場し、問題をマルチパラメータ推定タスクに変換する。
しかし、異なるパラメータの最適測定の不整合は、単一コピーの測定が量子クレーマー・ラオ境界によって定義される基本的な精度限界に達するのを防ぐ。
一方、複数の同一コピーに対して行われた集合的測定は、この不整合性を軽減し、関節パラメータ推定の精度を高めることができる。
本研究は, 2量子系における決定論的ベル測定を用いて, 接合相と位相拡散推定を実験的に実証する。
線形光学ネットワークを用いてパラメータエンコーディングと決定論的ベル測定の両方を実装し、任意の分離可能な測定戦略と比較して推定精度を向上させる。
本研究は,位相拡散雑音下での位相推定のための新しい枠組みを提案し,多パラメータ量子気象学における集合計測の実質的利点を裏付けるものである。
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