論文の概要: Topological Sensing in the Dynamics of Quantum Walks with Defects

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.03821v1
• Date: Wed, 07 Jan 2026 11:30:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-09 02:15:23.4806
• Title: Topological Sensing in the Dynamics of Quantum Walks with Defects
• Title（参考訳）: 欠陥のある量子ウォークのトポロジカルセンシング
• Authors: Xiaowei Tong, Xingze Qiu, Xiang Zhan, Quan Lin, Kunkun Wang, Franco Nori, Peng Xue,
• Abstract要約: 本稿では,局所的な欠陥を取り入れたトポロジカル量子ウォークのダイナミクスを利用したセンシングプロトコルを提案する。 量子ウォークの位相的に非自明な性質を利用することで、知覚精度はハイゼンベルク極限に近づくことができる。 以上の結果から,本手法は幅広いパラメータに対して高い精度を維持し,障害に対する強い堅牢性を示すことが明らかとなった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.109098801756255
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Topological quantum sensing leverages unique topological features to suppress noise and improve the precision of parameter estimation, emerging as a promising tool in both fundamental research and practical application. In this Letter, we propose a sensing protocol that exploits the dynamics of topological quantum walks incorporating localized defects. Unlike conventional schemes that rely on topological protection to suppress disorder and defects, our protocol harnesses the evolution time as a resource to enable precise estimation of the defect parameter. By utilizing topologically nontrivial properties of the quantum walks, the sensing precision can approach the Heisenberg limit. We further demonstrate the performance and robustness of the protocol through Bayesian estimation. Our results show that this approach maintains high precision over a broad range of parameters and exhibits strong robustness against disorder, offering a practical pathway for topologically enhanced quantum metrology.
• Abstract（参考訳）: トポロジカル量子センシングは、ノイズを抑え、パラメータ推定の精度を向上させるために独自のトポロジカルな特徴を利用する。 本稿では,局所的な欠陥を取り入れたトポロジカル量子ウォークのダイナミクスを利用したセンシングプロトコルを提案する。 障害や欠陥を抑えるためにトポロジカル・プロテクションを頼りにしている従来の手法とは異なり、このプロトコルは、欠陥パラメータの正確な推定を可能にするために、リソースとして進化時間を利用する。 量子ウォークの位相的に非自明な性質を利用することで、知覚精度はハイゼンベルク極限に近づくことができる。 さらにベイズ推定によるプロトコルの性能とロバスト性を実証する。 以上の結果から,本手法は幅広いパラメータに対して高い精度を維持し,障害に対する強い堅牢性を示し,トポロジ的に拡張された量子気象学の実践的経路を提供する。

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