論文の概要: Quantum Advantage for Sensing Properties of Classical Fields
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.17591v1
- Date: Thu, 19 Feb 2026 18:15:24 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-20 15:21:29.294023
- Title: Quantum Advantage for Sensing Properties of Classical Fields
- Title（参考訳）: 古典的場のセンシング特性に対する量子アドバンテージ
- Authors: Jordan Cotler, Daine L. Danielson, Ishaan Kannan,
- Abstract要約: 真空レベル以下ではショットノイズが抑制される古典信号の多くの特性を同時に推定する量子拡張プロトコルを提案する。
提案手法では2モードのスクイーズ、受動光学、静的ホモダインの計測しか必要としない。
我々のプロトコルは、一般的な古典的センシングタスクに対して量子スピードアップを可能にすることを証明している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Modern precision experiments often probe unknown classical fields with bosonic sensors in quantum-noise-limited regimes where vacuum fluctuations limit conventional readout. We introduce Quantum Signal Learning (QSL), a sensing framework that extends metrology to a broader property-learning setting, and propose a quantum-enhanced protocol that simultaneously estimates many properties of a classical signal with shot noise suppressed below the vacuum level. Our scheme requires only two-mode squeezing, passive optics, and static homodyne measurements, and enables post-hoc classical estimation of many properties from the same experimental dataset. We prove that our protocol enables a quantum speedup for common classical sensing tasks, including measuring electromagnetic correlations, real-time feedback control of interferometric cavities, and Fourier-domain matched filtering. To establish these separations, we introduce an optimal-transport conditioning method, and show both worst-case exponential separations from all entanglement-free strategies and practical speedups over homodyne and heterodyne baselines. We further show that when squeezing is treated as a resource, a protocol with squeezed light can sense a structured classical background exponentially faster than any coherent classical probe.
- Abstract（参考訳）: 現代の精密実験では、真空揺らぎが従来の読み出しを制限する量子ノイズに制限された状態において、ボソニックセンサーで未知の古典的場を探索することが多い。
本稿では,量子信号学習(QSL)を提案する。このフレームワークは,量子論を広い特性学習環境に拡張し,真空レベル以下でショットノイズを抑える古典信号の多くの特性を同時に推定する量子拡張プロトコルを提案する。
提案手法では,2モードのスクイーズ,受動光学,静的ホモダイン測定しか必要とせず,同じ実験データセットから多くの特性をポストホックな古典的推定が可能となる。
本プロトコルは,電磁的相関測定,干渉計キャビティのリアルタイムフィードバック制御,フーリエ領域整合フィルタリングなど,従来のセンサタスクの量子スピードアップを可能にすることを実証する。
これらの分離を確立するために、最適輸送条件付け手法を導入し、全ての絡み合いのない戦略から最悪の指数関数的分離と、ホモダインおよびヘテロダイン基線上での実用的なスピードアップの両方を示す。
さらに, スクイーズ処理を資源として扱う場合, 圧縮光を用いたプロトコルは, 従来型プローブよりも指数関数的に高速に構造された背景を検知できることを示す。
関連論文リスト
- Distributed Phase-Insensitive Displacement Sensing [0.0]
本研究では,実験走行間でランダムに異なる位相の同一変位を受けるボソニックセンサの位相非感性構造について検討した。
達成可能な精度で解析的境界を導出し、プローブ状態におけるモード間の1次正規相関によって決定されることを示す。
この結果は, トラップイオン, 固体機械, 光学, 超伝導, フォトニックシステムを含む多モード連続プラットフォームに関係している。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-02-03T16:45:58Z) - Suppressing excitations using quantum-Brachistochrone and nearest-neighbour interactions [0.0]
横フィールドイジングモデル(TFIM)における励起抑制に関する研究
横磁場の線形傾斜の下では、第二パラメータの最適進化は非単調軌道に従う。
これらの結果は、有限時間量子状態準備のための単純で耐雑音性の高いプロトコルを開発するためのこのアプローチの可能性を強調している。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-10-24T12:09:47Z) - Adaptive Bayesian Single-Shot Quantum Sensing [35.355128149649666]
変分量子センシングにおいて、プローブ量子システムはパラメータ化量子回路を介して生成される。
本稿では,ベイズ推定を用いて能動情報ゲインを最適化する適応プロトコルを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-07-22T11:35:27Z) - Bayesian Quantum Amplitude Estimation [46.03321798937855]
量子振幅推定のための問題調整およびノイズ認識ベイズアルゴリズムであるBAEを提案する。
耐障害性シナリオでは、BAEはハイゼンベルク限界を飽和させることができ、デバイスノイズが存在する場合、BAEはそれを動的に特徴付け、自己適応することができる。
本稿では,振幅推定アルゴリズムのベンチマークを提案し,他の手法に対してBAEをテストする。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-12-05T18:09:41Z) - Shortcuts to adiabaticity in harmonic traps: a quantum-classical analog [0.10713888959520208]
本稿では,量子システムを初期状態から最終定常状態へ効率的に遷移させる新しい手法を提案する。
我々のアプローチは、古典的ブラウン過程として量子系を表すネルソンの量子化を利用する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-03T09:19:24Z) - Harnessing high-dimensional temporal entanglement using limited interferometric setups [41.94295877935867]
偏極時間領域における高次元エンタングルメントの最初の完全解析法を開発した。
本稿では,量子鍵分布において,関連する密度行列要素とセキュリティパラメータを効率的に認証する方法を示す。
自由空間量子通信の耐雑音性をさらに高める新しい構成を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-08T17:44:43Z) - Enhancing Dispersive Readout of Superconducting Qubits Through Dynamic
Control of the Dispersive Shift: Experiment and Theory [47.00474212574662]
超伝導量子ビットは、大帯域読み出し共振器に結合される。
我々は、100 ns 統合時間で 0.25,% の、最先端の2状態読み取りエラーを示す。
提案した結果により,新たなアルゴリズムやプロトコルの性能がさらに向上することが期待されている。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-07-15T10:30:10Z) - Interactive Protocols for Classically-Verifiable Quantum Advantage [46.093185827838035]
証明者と検証者の間の「相互作用」は、検証可能性と実装のギャップを埋めることができる。
イオントラップ量子コンピュータを用いた対話型量子アドバンストプロトコルの最初の実装を実演する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-09T19:00:00Z) - Assessment of weak-coupling approximations on a driven two-level system
under dissipation [58.720142291102135]
我々は, 減散を伴うリウヴィル・ヴォン方程式(Liouville-von equation)と呼ばれる数値的正確かつ非摂動的手法を用いて, 駆動量子ビットについて検討した。
我々は、駆動された量子ビットの定常状態を予測する上で、リンドブラッド方程式の妥当性の規則をマップするために実験で用いられる計量を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-11T22:45:57Z) - Optimal non-classical correlations of light with a levitated nano-sphere [34.82692226532414]
非古典的相関は、量子技術における多くの応用のためのリソースを提供する。
オプトメカニカルシステムは、メカニカルモードと移動光モードの間の非古典的相関を生成することができる。
このようなシステムにおける量子相関生成の自動最適化を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-06-26T15:27:47Z)
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。