論文の概要: Experimental realization of a photonic weighted graph state for quantum metrology

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.18177v1
• Date: Fri, 20 Feb 2026 12:29:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-23 18:01:41.320627
• Title: Experimental realization of a photonic weighted graph state for quantum metrology
• Title（参考訳）: 量子気象学のためのフォトニック重み付きグラフ状態の実験的実現
• Authors: Unathi Skosana, Byron Alexander, Changhyoup Lee, Mark Tame,
• Abstract要約: 任意に調整可能なグラフ重み付きフォトニック2ビット重み付きグラフ状態を実験的に実現した。 グラフウェイトに対する古典的に達成可能な精度限界を超える精度の上昇を観測する。
• 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: Quantum metrology seeks to push the boundaries of measurement precision by harnessing quantum phenomena. Conventional methods often rely on maximally entangled resources, with states that are usually challenging to produce and sustain in practical setups. Here, we show that the maximally entangled constraint can be lifted by experimentally realizing a photonic two-qubit weighted graph state with an arbitrarily tunable graph weight. We use the generated state as a resource for quantum-enhanced phase sensing. We experimentally characterize the state and study its minimum estimator variance for two distinct local measurement bases as the graph weight varies from the maximally entangled to weakly entangled limit. We find excellent quantitative agreement with theoretical predictions, and observe a gain in precision beyond the classically attainable precision limit for graph weights substantially below the maximally entangled limit. This confirms that considerably less entanglement is required to achieve a quantum advantage. Albeit non-scalable in our test setup, this work represents the first experimental realization of weighted graph states with a tunable graph weight using linear optics. We expect more scalable versions of the model to be possible in an on-chip photonic platform.
• Abstract（参考訳）: 量子気象学は、量子現象を利用して測定精度の境界を推し進めようとしている。 従来の手法は、しばしば最大に絡み合った資源に依存しており、実際的な設定で生産し維持することが通常困難である。 ここでは、任意に調整可能なグラフ重み付きフォトニック二ビット重み付きグラフ状態を実験的に実現することにより、最大絡み合った制約が持ち上げられることを示す。 生成した状態を量子化位相センシングのリソースとして利用する。 グラフの重みが最大エンタングルドから弱エンタングルド限界に変化するため、実験により状態の特徴と2つの異なる局所的な測定ベースに対する最小推定値の分散について検討する。 理論的な予測と優れた定量的な一致を見いだし、最大エンタングル付き極限よりかなり低いグラフ重みに対する古典的に達成可能な精度限界を超える精度の利得を観察する。 これは量子上の優位性を達成するために、かなり少ない絡み合いが必要であることを確認している。 テスト設定では非スケーリング可能であるが、この研究は線形光学を用いたチューナブルグラフ重み付き重み付きグラフ状態の初めての実験的実現である。 このモデルのよりスケーラブルなバージョンは、オンチップのフォトニックプラットフォームで可能になると期待しています。

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