論文の概要: Resource-Efficient Noise Spectroscopy for Generic Quantum Dephasing Environments

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.18290v1
• Date: Mon, 26 Jan 2026 09:19:17 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-27 15:23:08.753646
• Title: Resource-Efficient Noise Spectroscopy for Generic Quantum Dephasing Environments
• Title（参考訳）: ジェネリック量子処理環境における資源効率のよいノイズスペクトロスコピー
• Authors: Yuan-De Jin, Zheng-Fei Ye, Wen-Long Ma,
• Abstract要約: 弱測定は、クビット上のラムゼー干渉測定によって誘導され、環境のフリー進化中に周期的に適用される。 このような繰り返しRIMの測定相関は,ノイズ相関関数の直接サンプリングとほぼ一致することを示す。 また、この手法は相関分光法よりも資源効率が良く、検出精度が$N$のサンプリング時間と同じであれば、O(N)$の総検出時間も$O(N)$である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.10923877073891443
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present a resource-efficient method based on repetitive weak measurements to directly measure the noise spectrum of a generic quantum environment that causes qubit phase decoherence. The weak measurement is induced by a Ramsey interferometry measurement (RIM) on the qubit and periodically applied during the free evolution of the environment. We prove that the measurement correlation of such repetitive RIMs approximately corresponds to a direct sampling of the noise correlation function, thus enabling direct noise spectroscopy of the environment. Compared to dynamical-decoupling-based noise spectroscopy, this method can efficiently measure the full noise spectrum with the detected frequency range not limited by qubit coherence time. This method is also more resource-efficient than the correlation spectroscopy, as for the same detection accuracy with $N$ sampling times, it takes total detection time $O(N)$ while the latter one takes time $O(N^2)$. We numerically demonstrate this method for both bosonic and spin baths.
• Abstract（参考訳）: 本稿では, 量子環境のノイズスペクトルを直接測定し, 量子ビット位相のデコヒーレンスを生じさせる手法を提案する。 弱測定は、クォービット上のラムゼー干渉計測(RIM)によって誘導され、環境のフリー進化中に定期的に適用される。 このような繰り返しRIMの測定相関は、ノイズ相関関数の直接サンプリングとほぼ一致し、環境の直接ノイズスペクトロスコピーを可能にする。 ダイナミックデカップリングに基づくノイズスペクトロスコピーと比較して, 検出周波数域をクビットコヒーレンス時間で制限しないフルノイズスペクトルを効率的に測定できる。 この手法は相関分光法よりも資源効率が良く、N$サンプリング時間と同じ検出精度ではO(N)$、後者はO(N^2)$である。 ボゾン浴とスピン浴のいずれにおいても,この手法を数値的に示す。

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