論文の概要: Entanglement Requirements for Coherent Enhancement in Detectors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.08337v1
• Date: Fri, 08 May 2026 18:00:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-12 23:28:49.576698
• Title: Entanglement Requirements for Coherent Enhancement in Detectors
• Title（参考訳）: 検出器のコヒーレント強化のための絡み合い要件
• Authors: Zachary Bogorad, Roni Harnik,
• Abstract要約: 検出器と相互作用する信号のコヒーレントエンハンスメントは、絡み合いによって定量的に制限されていることを示す。 我々は、コヒーレント効果の強さがシステムサイズとどのようにスケールできるかという一般的な境界を証明している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Coherent enhancement is a powerful mechanism for improving the sensitivity of a wide range of detectors, but its practical use is often limited by the difficulty of preparing the required quantum states. We show that this difficulty has a fundamental origin: coherent enhancement of a signal interacting with a detector is quantitatively constrained by entanglement. We prove general bounds on how the strength of coherent effects can scale with system size, as a function of the single-mode entanglement entropy of the detector. These bounds smoothly interpolate between the incoherent and fully coherent regimes, and apply both to parameter-estimation problems and to scattering processes. We discuss these results from two complementary perspectives: First, they appear as bounds on the quantum Fisher information of many-body states, which translate directly into limits on parameter sensitivity via the quantum Cramér-Rao bound. Second, they can be interpreted as limits on a class of scattering cross sections, leading to predictions for how minimum detectable interaction strengths scale with target size. Together, these results provide a unified view of coherent enhancement in metrology and scattering experiments, and motivate the development of new techniques for generating entangled detector states.
• Abstract（参考訳）: コヒーレント・エンハンスメントは、幅広い検出器の感度を向上させるための強力なメカニズムであるが、その実用化はしばしば、必要な量子状態を作成することの難しさによって制限される。 検出器と相互作用する信号のコヒーレントエンハンスメントは、絡み合いによって定量的に制限される。 我々は、コヒーレント効果の強さがシステムサイズとどのようにスケールできるかを、検出器の単一モードエンタングルメントエントロピーの関数として証明する。 これらの境界は非コヒーレントな状態と完全コヒーレントな状態の間を滑らかに補間し、パラメータ推定問題と散乱過程の両方に適用する。 まず、多体状態の量子フィッシャー情報のバウンダリとして現れ、量子クラメル・ラオバウンダリを介してパラメータ感度の限界に直接変換する。 第二に、これらは散乱断面積のクラスにおける極限と解釈することができ、最小の検出可能な相互作用強度がターゲットサイズとどのようにスケールするかの予測につながる。 これらの結果は、メロロジーおよび散乱実験におけるコヒーレント強化の統一的なビューを提供し、絡み合った検出器状態を生成するための新しい技術の開発を動機付けている。

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