論文の概要: Superresolution in Quantum Noise Spectroscopy via Filter Design
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.11275v1
- Date: Wed, 11 Feb 2026 19:00:04 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-13 21:07:25.490936
- Title: Superresolution in Quantum Noise Spectroscopy via Filter Design
- Title（参考訳）: フィルタ設計による量子ノイズ分光の超解像
- Authors: Joseph T. Iosue, Paraj Titum, Taohan Lin, Clare Lau, Leigh M. Norris,
- Abstract要約: 近接した周波数の信号の分解は、通信、分光、センシングにおける応用の中心である。
近年の研究では、量子センシングプロトコルが超解像性を示し、周波数分離を任意に行うことでスペクトル線を識別できることが示されている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Resolving signals with closely spaced frequencies is central to applications in communications, spectroscopy and sensing. Recent results have shown that quantum sensing protocols can exhibit superresolution, the ability to discriminate between spectral lines with arbitrarily small frequency separation. Here, we revisit this problem from the perspective of quantum control theory, utilizing the filter function formalism to derive general, analytic conditions on quantum control protocols for achieving superresolution. Building on these conditions, we develop an optimal control framework, the utility of which is demonstrated through numerical identification of superresolution control protocols in the presence of realistic, experimentally-relevant constraints. We further extend our results to entangled initial states and assess their potential advantage. Our approach is broadly applicable to a wide variety of quantum sensing platforms, and it provides a systematic path to discover novel protocols that surpass conventional resolution limits in these systems.
- Abstract（参考訳）: 近接した周波数の信号の分解は、通信、分光、センシングにおける応用の中心である。
近年の研究では、量子センシングプロトコルが超解像性を示し、周波数分離を任意に行うことでスペクトル線を識別できることが示されている。
本稿では、この問題を量子制御理論の観点から再考し、超分解能を達成するための量子制御プロトコルに関する一般的な解析条件を導出するためにフィルタ関数の定式化を利用する。
これらの条件に基づいて,現実的かつ実験的に関連する制約が存在する場合の超解像制御プロトコルの数値的同定により,最適制御フレームワークを開発した。
結果をさらに拡張して、初期状態の絡み合った状態にし、その潜在的な優位性を評価します。
提案手法は様々な量子センシングプラットフォームに適用可能であり,これらのシステムにおける従来の解像度限界を超える新しいプロトコルを発見するための体系的な経路を提供する。
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