論文の概要: Quantum gravimetry with intrinsic quantum time uncertainty

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.24792v1
• Date: Sat, 25 Apr 2026 16:14:04 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-29 16:49:17.499158
• Title: Quantum gravimetry with intrinsic quantum time uncertainty
• Title（参考訳）: 固有量子時間不確実性を伴う量子重力測定
• Authors: Salman Sajad Wani, Sundus Abdi, Rushda Naik, Saif Al-Kuwari,
• Abstract要約: 質問時間が本質的な不確実性をもたらす場合の量子重力測定について検討する。 線形重力結合型重力計では,質問時間のプロファイリングにより有効重力情報を得る。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We study quantum gravimetry when the interrogation time carries intrinsic uncertainty, motivated by a fundamental limit on temporal resolution associated with the energy--time uncertainty relation. For linearly gravity-coupled gravimeters, we obtain the effective gravity information by profiling the interrogation time from the two-parameter quantum Fisher information (QFI) matrix. In this class, the time-information block is quadratic in the gravitational parameter, and for quadratic background dynamics, the gravity--time cross term becomes affine in $g$. These properties yield a normalized expression for the fraction of standard single-parameter gravity QFI that remains once interrogation time is treated as a nuisance parameter, with an affine numerator and a Lorentzian denominator. We work out these results in three benchmark models: a freely falling Gaussian wavepacket, the Kasevich--Chu light-pulse atom interferometer, and an idealized closed-unitary optomechanical model. The Gaussian free-fall benchmark yields an exact closed-form expression for the effective gravity information and shows explicitly how nuisance-time profiling suppresses the momentum-spread-dependent part of the standard single-parameter gravity QFI. In the Kasevich--Chu interferometer, internal state population readout gives a rank-deficient measured two-parameter geometry unless independent timing information is supplied, whereas full access to the final motional and internal states restores a full-rank geometry with retention controlled by the competition between initial velocity spread and gravitationally accumulated motion. In atom-interferometric benchmarks, the framework yields explicit conditions for minimizing nuisance-time information loss, together with corresponding constraints on momentum spread, spatial localization, and long-interrogation-time operation.
• Abstract（参考訳）: エネルギー-時間不確実性関係に関連する時間分解能の基本的な限界によって動機づけられた固有不確実性をもつ量子重力測定について検討する。 線形重力結合型重力計では、2パラメータ量子フィッシャー情報(QFI)行列から質問時間をプロファイリングすることで有効な重力情報を得る。 このクラスでは、時間情報ブロックは重力パラメータにおいて二次的であり、二次背景力学では重力時交項は$g$でアフィンとなる。 これらの性質は、通常の単パラメータ重力 QFI の分数に対して正規化された式を生成し、尋問時間が一度残っているときもニュアンスパラメータとして扱われ、アフィン数演算子とローレンツの分母で扱われる。 これらの結果は、自由落下するガウス波束、カゼヴィチ-チュー光パルス原子干渉計、理想化された閉単位光学モデルという3つのベンチマークモデルで検証される。 ガウス自由落下ベンチマークは、実効重力情報に対して正確な閉形式表現を出力し、ニュアンス時間プロファイリングが標準の単一パラメータ重力QFIの運動量-周波数依存部分をいかに抑制するかを明確に示す。 Kasevich-Chu干渉計では、内部状態の集団読み出しは、独立したタイミング情報が供給されない限り、ランク不足の2パラメータ幾何を与え、一方、最終的な運動状態と内部状態への完全なアクセスは、初期速度拡散と重力的に蓄積された動きの競合によって制御された保持されたフルランクの幾何を復元する。 原子インターフェロメトリ・ベンチマークにおいて、このフレームワークは、運動量拡散、空間的局所化、および長時間のインターフェロゲーション時間演算に対する対応する制約とともに、ニュアンス時間情報損失を最小限に抑えるための明示的な条件を導出する。

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