論文の概要: Extracting information from a superradiant burst using simple measurements

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.13130v1
• Date: Fri, 13 Mar 2026 16:21:41 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-16 17:38:12.189424
• Title: Extracting information from a superradiant burst using simple measurements
• Title（参考訳）: 簡易測定による超放射能バーストからの情報抽出
• Authors: Federico Belliardo, Anjun Chu, Martin Koppenhöfer, Aashish A. Clerk,
• Abstract要約: 最適化されたフィルタと線形推定器を組み合わせた簡単な測定により、初期スピン状態の量子フィッシャー情報の$N$スケーリングが復元されることを示す。 この結果と設定は, 固体スピンアンサンブルのキャビティベースの読み出しを行うための新しい方法である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: It is well known that superradiant decay of an ensemble of $N$ spins generates a complex non-classical state of light. Here, we consider the information content of a superradiant burst of photons: how is information encoded in the initial spin state distributed among the emitted photons, and can it be extracted using simple measurements? Despite the complexity of the photonic burst state, we show that a simple homodyne measurement combined with an optimized filter and linear estimator recovers the $N$-scaling of the quantum Fisher information of the initial spin state (including cases exhibiting $N^2$ Heisenberg scaling). Even more surprising, the temporal mode with optimal information content contains a vanishing fraction of the total emitted photons in the large-$N$ limit, suggesting an effective compressing of information. Our results and setup represent a new way to perform cavity based readout of solid-state spin ensembles that allows one to utilize resonant spin-photon interactions.
• Abstract（参考訳）: N$スピンのアンサンブルの超ラジカル崩壊は、複雑な非古典的な光の状態を生成することはよく知られている。 ここでは、光子の超放射能バーストの情報量について考察し、放射光子に分散した初期スピン状態に符号化された情報を簡単な測定で抽出する方法について考察する。 フォトニックバースト状態の複雑さにもかかわらず、最適化されたフィルタと線形推定器を組み合わせた単純なホモダイン測定により、初期スピン状態の量子フィッシャー情報の$N$スケーリングが回復する(例えば、$N^2$ハイゼンベルクスケーリングを示す場合を含む)。 さらに驚くべきことに、最適な情報量を含む時間モードは、大容量のN$制限で放出された全光子の消滅分数を含んでおり、情報の効果的な圧縮を示唆している。 我々の結果と設定は、共振スピン-光子相互作用を利用することができる固体スピンアンサンブルのキャビティベースの読み出しを行う新しい方法である。

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