論文の概要: Efficient evaluation of fundamental sensitivity limits and full counting statistics for continuously monitored Gaussian quantum systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.23304v1
- Date: Thu, 26 Feb 2026 18:09:46 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-27 18:41:22.837479
- Title: Efficient evaluation of fundamental sensitivity limits and full counting statistics for continuously monitored Gaussian quantum systems
- Title（参考訳）: 連続監視ガウス量子系に対する基本感度限界と完全カウント統計の効率的な評価
- Authors: Francesco Albarelli, Marco G. Genoni,
- Abstract要約: 一般化マスター方程式(GME)は、オープンまたは継続的に監視される量子システムの特性を計算するのに便利なツールである。
両側のマスター方程式は環境状態の忠実度と量子フィッシャー情報(QFI)をもたらす。
タイル付きマスター方程式は、量子ジャンプと拡散測定の完全なカウント統計を提供する。
- 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: Generalized master equations (GMEs) -- time-local but generally neither trace-preserving nor Hermiticity-preserving -- are convenient tools to compute properties of the environment of an open or continuously monitored quantum system. A two-sided master equation yields the fidelity and quantum Fisher information (QFI) of environment states, thereby setting fundamental limits for hypothesis testing and parameter estimation under continuous monitoring. For unmonitored noise or inefficient detection, the QFI of the detectable part of the environment may be obtained from a recently derived GME acting on multiple system replicas. Tilted master equations provide the full counting statistics of quantum jumps and diffusive measurements, enabling, e.g., studies of quantum thermodynamics beyond average values. Here we focus on bosonic linear systems, governed by a quadratic Hamiltonian and linear jump operators, whose dynamics preserves Gaussianity. For Gaussian initial states, we recast a generic GME as a compact set of ordinary differential equations for the covariance matrix (a Riccati-type equation), first moments, and normalization. These equations can be integrated efficiently without Hilbert-space truncation, and admit analytical results in simple settings. We also provide specialized forms for fidelity/QFI and full counting statistics. We illustrate the formalism with a continuously monitored optical parametric oscillator, using it to determine sensitivity limits for frequency estimation and to benchmark Hasegawa's thermodynamic uncertainty relations.
- Abstract（参考訳）: 一般化マスター方程式(英: Generalized Master equations、GME)は、時間的に局所的であるが、一般にはトレース保存やハーミシティ保存は行わないが、オープンまたは継続的に監視される量子システムの環境の特性を計算するのに便利なツールである。
二面主方程式は環境状態の忠実度と量子フィッシャー情報(QFI)を導出し、連続的な監視下での仮説テストとパラメータ推定の基本的な限界を設定する。
監視不能なノイズや非効率な検出のために、環境の検知可能な部分のQFIは、複数のシステムレプリカに作用する最近派生したGMEから得ることができる。
Tilted Master equationsは、量子ジャンプと拡散測定の完全なカウント統計を提供し、例えば平均値を超える量子熱力学の研究を可能にする。
ここでは、二次ハミルトニアンおよび線型ジャンプ作用素が支配するボゾン系に焦点をあて、その力学はガウス性を保存する。
ガウスの初期状態に対しては、一般 GME を共分散行列(英語版)(Riccati-type equation)、第一モーメント、正規化に対する常微分方程式のコンパクトな集合として再送する。
これらの方程式はヒルベルト空間の切り離しなしに効率的に積分することができ、単純な設定で解析結果を認めることができる。
また、フィデリティ/QFIと完全なカウント統計の専門形式も提供する。
本稿では, 連続監視光パラメトリック発振器を用いて, 周波数推定の感度限界を判定し, 長谷川熱力学の不確かさ関係のベンチマークを行う。
関連論文リスト
- Chaos, Entanglement and Measurement: Field-Theoretic Perspectives on Quantum Information Dynamics [0.0]
I study scrambling and pseudorandomness in the Brownian Sachdev-Ye-Kitaev model。
弱測定SYKクラスターに対する場の理論を構築する。
測定専用SYKクラスタのための高次再正規化グループを開発した。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-12-11T10:04:30Z) - Quantum Regression Theory and Efficient Computation of Response Functions for Non-Markovian Open Systems [6.8865259790065005]
我々はオープン量子系に対する2点相関のメモリレスシステムのみの定式化を開発する。
我々は、全応答関数を時間依存ハミルトニアンおよびリンドブラッドプリミティブによって生成される進化に再キャストする。
これらのプリミティブに対する量子アルゴリズムを提案し、コストが多対数的にスケールする2時間相関の推定器を得る。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-10-07T00:23:33Z) - Computable measures of non-Markovianity for Gaussian free fermion systems [0.0]
自由フェルミオン力学により支配される開量子系における非マルコビアン性の測定について検討する。
ガウス状態の場合、トレースベースの距離(特にヒルベルト・シュミットノルム)と2階ルネニイ相互情報は効率的に表現できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-09-30T08:47:20Z) - 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) - Calibration of Quantum Devices via Robust Statistical Methods [45.464983015777314]
量子パラメータ学習の最先端技術に対するベイズ推論の高度な統計的手法を数値解析する。
既存のアプローチ、すなわち多モード性および高次元性において、これらのアプローチの利点を示す。
我々の発見は、オープン量子システムの力学を学習する量子キャラクタリゼーションの課題に応用できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-07-09T15:22:17Z) - Exact non-Markovian master equations: a generalized derivation for Gaussian systems [0.764671395172401]
我々は、同じ統計量のガウス環境に線形に結合した二次量子系の力学を捉える正確なマスター方程式を導出する。
我々の定式化はボゾン系とフェルミオン系の両方に普遍的に適用される。
超伝導ペアリングにより結合された2つのフェルミオンに基づく開系にこれを適用して示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-02-20T08:42:09Z) - Quantum Simulation of Nonlinear Dynamical Systems Using Repeated Measurement [42.896772730859645]
本稿では, 非線形常微分方程式の初期値問題を解くために, 繰り返し測定に基づく量子アルゴリズムを提案する。
古典ロジスティック系とローレンツ系に、積分可能かつカオス的条件の両方でこのアプローチを適用する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-10-04T18:06:12Z) - NAG-GS: Semi-Implicit, Accelerated and Robust Stochastic Optimizer [45.47667026025716]
2つの重要な要素に依存した、新しく、堅牢で、加速された反復を提案する。
NAG-GSと呼ばれる手法の収束と安定性は、まず広範に研究されている。
我々は、NAG-arityが、重量減衰を伴う運動量SGDや機械学習モデルのトレーニングのためのAdamWといった最先端の手法と競合していることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-29T16:54:53Z) - On the properties of the asymptotic incompatibility measure in
multiparameter quantum estimation [62.997667081978825]
Incompatibility (AI) は、ホレヴォとSLDスカラー境界の差を定量化する尺度である。
最大AI量は、$mu_sf min = 1/(d-1)$より大きい純度で特徴づけられる量子統計モデルに対してのみ達成可能であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-28T15:16:37Z) - Stochastic Path Integral Analysis of the Continuously Monitored Quantum
Harmonic Oscillator [0.0]
位置・運動量予測値と共分散行列要素の進化方程式を系の特性関数から導出する。
この結果から, 測定過程におけるシステムの時間依存性に関する知見が得られ, 量子計測エンジン/冷凍機実験におけるその重要性が示唆された。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-10T15:04:49Z) - Fundamental Limits of Ridge-Regularized Empirical Risk Minimization in
High Dimensions [41.7567932118769]
経験的リスク最小化アルゴリズムは、様々な推定や予測タスクで広く利用されている。
本稿では,コンベックスEMMの統計的精度に関する基礎的限界を推論のために初めて特徴づける。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-06-16T04:27:38Z)
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。