論文の概要: Fundamental Limits of Continuous Gaussian Quantum Metrology

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.13554v1
• Date: Tue, 20 Jan 2026 03:26:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-21 22:47:23.137211
• Title: Fundamental Limits of Continuous Gaussian Quantum Metrology
• Title（参考訳）: 連続ガウス量子メトロロジーの基本極限
• Authors: Kazuki Yokomizo, Aashish A. Clerk, Yuto Ashida,
• Abstract要約: 連続的なガウス測度の下では、多モード自由ボソンを用いた量子距離論の一般的な理論的枠組みを開発する。 我々は、グローバル量子フィッシャー情報(QFI)と環境QFIの成長率に関する解析式を導出する。 指数関数的に拡張されたグローバルQFIを実現するために,非エルミート皮膚効果を利用した非相互セットアップが可能であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Continuous quantum metrology holds promise for realizing high-precision sensing by harnessing information progressively carried away by the radiation quanta emitted into the environment. Despite recent progress, a comprehensive understanding of the fundamental precision limits of continuous metrology with bosonic systems is currently lacking. We develop a general theoretical framework for quantum metrology with multimode free bosons under continuous Gaussian measurements. We derive analytical expressions for the asymptotic growth rates of the global quantum Fisher information (QFI) and the environmental QFI, which quantify the total information encoded in the joint system-environment state and the information accessible from the emitted radiation, respectively. We derive fundamental bounds on these quantities, showing that while Heisenberg-type scaling with the number of modes is attainable, the precision scales at most linearly with time and a meaningful energy resource. To illustrate our findings, we analyze several concrete setups, including coupled cavity arrays and trapped particle arrays. While a local setup yields a standard linear scaling with resources, a globally coupled setup can achieve the optimal quadratic scaling in terms of the mode number. Furthermore, we demonstrate that a nonreciprocal setup can leverage the non-Hermitian skin effect to realize an exponentially enhanced global QFI. Notably, however, this enhancement cannot be reflected in the environmental QFI, highlighting a fundamental distinction between the information stored within the joint state and the information radiated into the environment. These findings establish an understanding of the resource trade-offs and scaling behaviors in continuous bosonic sensing.
• Abstract（参考訳）: 連続量子気象学は、環境に放出される放射量によって徐々に持ち去られる情報を活用することによって、高精度なセンシングを実現することを約束する。 近年の進歩にもかかわらず、ボソニックシステムによる連続距離論の基本的精度限界の包括的理解は、現在不足している。 連続的なガウス測度の下では、多モード自由ボソンを用いた量子距離論の一般的な理論的枠組みを開発する。 本研究では, グローバルな量子フィッシャー情報(QFI)と環境QFIの漸近的成長率に関する解析式を導出し, 共同システム環境状態に符号化された総情報と放射光からアクセス可能な情報とを定量化する。 これらの量の基本的境界を導出し、モード数でハイゼンベルク型のスケーリングが達成可能である一方で、精度は時間と有意義なエネルギー資源とともに最も線形にスケールすることを示した。 そこで本研究では,共役キャビティアレイや捕捉粒子アレイなど,いくつかの具体的構成を解析した。 局所的なセットアップはリソースと標準的な線形スケーリングをもたらすが、グローバルに結合されたセットアップは、モード数の観点から最適な2次スケーリングを達成することができる。 さらに,非相互セットアップが非エルミート皮膚効果を利用して指数関数的に拡張されたグローバルQFIを実現することを示す。 しかし、この強化は環境QFIには反映されず、共同状態に格納されている情報と環境に放射される情報との根本的な区別が強調される。 これらの知見は, 連続音速センシングにおける資源トレードオフとスケーリング挙動の理解を確立した。

関連論文リスト

• Stochastic Quantum Information Geometry and Speed Limits at the Trajectory Level [35.18016233072556]
  条件量子漁業情報(CQFI)を導入して量子情報幾何学と熱力学のギャップを埋める 我々は,CQFIが不整合性(集団)と不整合性(基底回転)のコントリビューションを許容することを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-01-18T16:23:26Z)
• Full-counting statistics and quantum information of dispersive readout with a squeezed environment [4.443295371060434]
  本研究では,時間-逆対称な方法で圧縮真空により探索されるプロトタイプ型分散読み出し装置について検討する。 本研究では,読み出しを分散し,測定情報を解析するためのフルカウント統計フレームワークを開発した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-12-02T08:54:33Z)
• Energy-based Epistemic Uncertainty for Graph Neural Networks [47.52218144839666]
  高品質な不確実性推定を提供するエネルギーベースモデル(EBM)を提案する。 我々は、エネルギー関数を正則化することにより、データ空間の可積分密度を確実に誘導する。 我々のフレームワークは、様々な分散シフトに敏感な事前学習GNNに適用可能な、シンプルで効果的なポストホック手法である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-06-06T13:13:29Z)
• Quantifying spectral signatures of non-Markovianity beyond the Born-Redfield master equation [0.5735035463793009]
  オープン量子力学における記憶または時間非局所効果は、理論的および実践的な課題を引き起こす。 系の定常状態における非マルコビアン性の検出が可能な非マルコビアン性の分光測度を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-02T20:38:26Z)
• Combining critical and quantum metrology [0.0]
  本稿では,2つの手法を組み合わせて,閉鎖型・駆動型システムに適用可能な統一プロトコルを提案する。 我々は、量子的および古典的なフィッシャー情報に対する解析式をそのような設定で提供し、解明し、簡単な測定方法を提案する。 これらの結果は、ディックとリプキン・メシュコフ=グリック・ハミルトンの熱力学限界を特徴づけるスキューズ・ハミルトニアン(英語版)に焦点をあてて示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-11-28T04:21:39Z)
• Optical Quantum Sensing for Agnostic Environments via Deep Learning [59.088205627308]
  本稿では,革新的な深層学習に基づく量子センシング手法を提案する。 これにより、光学量子センサーは、非依存環境でハイゼンベルク限界(HL)に達することができる。 我々の発見は、光学量子センシングタスクを加速する新しいレンズを提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-11-13T09:46:05Z)
• Criticality-Enhanced Quantum Sensing via Continuous Measurement [1.433758865948252]
  本稿では,放射光量子の連続観測による臨界強度検出プロトコルを提案する。 我々は、その根底にある臨界指数によって支配される過渡的かつ長時間の振る舞いを特徴とする普遍的スケーリング法を導出する。 我々のプロトコルは、連続的な読み出しを可能にする汎用量子光学オープンセンサーに適用できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-13T18:01:02Z)
• Tracing Information Flow from Open Quantum Systems [52.77024349608834]
  我々は導波路アレイに光子を用いて、キュービットと低次元の離散環境とのカップリングの量子シミュレーションを実装した。 量子状態間のトレース距離を情報の尺度として用いて、異なるタイプの情報伝達を分析する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-22T16:38:31Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。