論文の概要: Versatile probe state preparation via generalized measurements for quantum sensing and thermometry

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.11942v1
• Date: Tue, 12 May 2026 10:52:35 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-13 21:48:56.806853
• Title: Versatile probe state preparation via generalized measurements for quantum sensing and thermometry
• Title（参考訳）: 量子センシングと温度測定のための一般化された測定によるバーサタイルプローブ状態の調製
• Authors: Jonas F. G. Santos, Shanhe Su, Moises Rojas,
• Abstract要約: そこで本研究では,当初は温度条件で調製され,特定の推定タスクに最適化できる広範囲なプローブ状態の設計能力を示す。 核磁気共鳴技術を用いた実験実装のための量子回路について概説する。
• 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: We investigate a probe state preparation protocol based on two non-selective generalized quantum measurements to enhance parameter estimation in single-qubit systems. By fine-tuning the measurement strengths, we demonstrate the ability to design a broad class of probe states, initially prepared in a thermal state, which can be optimized for specific estimation tasks. We apply this framework to characterize the decay rate and the temperature of a generalized amplitude damping channel. Our results show that the preparation protocol significantly modulates the quantum Fisher information for both parameters. Furthermore, we derive a general analytical relationship between the quantum Fisher information, thermodynamic susceptibilities, and Hamiltonian variance, valid even in the transient regime. This connection highlights the role of energy fluctuations and kinetic response in determining metrological precision. Finally, we briefly discuss a quantum circuit for experimental implementation using nuclear magnetic resonance techniques.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,2つの非選択的な一般化量子計測に基づくプローブ状態生成プロトコルについて検討し,パラメータ推定の精度を高める。 測定強度を微調整することにより、当初は温度条件で調製され、特定の推定タスクに最適化できる広範囲なプローブ状態の設計能力を実証する。 この枠組みを一般化振幅減衰チャネルの減衰速度と温度特性に応用する。 以上の結果から, 準備プロトコルは両パラメータの量子フィッシャー情報を著しく変調することがわかった。 さらに, 量子フィッシャー情報, 熱力学的感受性, ハミルトン分散の一般解析的関係を導出し, 過渡的状態においても有効である。 この接続は、計量的精度の決定におけるエネルギーゆらぎと運動的応答の役割を強調している。 最後に、核磁気共鳴技術を用いた実験実装のための量子回路について概説する。

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