論文の概要: Quantum-enhanced distributed network sensing using multiple quantum resources

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.19545v1
• Date: Tue, 19 May 2026 08:41:58 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-20 15:03:09.214063
• Title: Quantum-enhanced distributed network sensing using multiple quantum resources
• Title（参考訳）: 複数の量子資源を用いた量子強化型分散ネットワークセンシング
• Authors: Rui Zhang, Zi-Yu Zhou, Wen-Quan Yang, Ya-Feng Jiao, Xun-Wei Xu, Le-Man Kuang,
• Abstract要約: 複数の量子資源を利用する多相推定を対象とする量子拡張分散ネットワークセンシングの理論スキームを提案する。 その結果、3つのTQRを全て使用すれば、2つのTQRのみを使用するよりも、知覚性能が向上することが明らかとなった。 実測感度が対応する量子クレーマーラオバウンドに近づくことができる多モードW型コヒーレント状態に対して, グローバルかつ部分的に触媒された実測ホモダイン測定手法を同定する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.32863786115017
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We propose a theoretical scheme for quantum enhanced distributed network sensing, targeting multiphase estimation by leveraging multiple quantum resources. Specifically, we investigate the performance advantage in a distributed quantum network (DQN) for multiphase sensing by integrating three types of quantum resources(TQRs): quantum catalysis, entanglement, and squeezing. Our results reveal that employing all three TQRs leads to better sensing performance than using only two TQRs under both lossless and lossy conditions, with precision approaching the Heisenberg limit. We further demonstrate that partial quantum catalysis providesa stronger precision advantage than global catalysis in both ideal and noisy regimes. We identify a practical homodyne measurement scheme for globally and partially catalyzed multimode W type coherent states, whose measurement sensitivity can approach the corresponding quantum Cramer Rao bound. In this practical setting, partial catalysis also yields better measurement sensitivity than global catalysis. Moreover, under photon loss, both global and partial catalysis of multimode W type coherent states exhibit a loss catalysis dual enhanced sensitivity region. These findings highlight the quantum-enhanced advantages conferred by hybrid quantum resources for practical DQN sensing applications. Our work opens a way for realizing quantum-enhanced DQN sensing.
• Abstract（参考訳）: 複数の量子資源を利用する多相推定を対象とする量子拡張分散ネットワークセンシングの理論スキームを提案する。 具体的には、分散量子ネットワーク(DQN)における3種類の量子リソース(TQR)の統合によるマルチフェーズセンシングの性能優位性について検討する。 その結果,3つのTQRを全て使用すれば,損失のない条件と損失のある条件の両方で2つのTQRしか使用せず,精度はハイゼンベルク限界に近づいた。 さらに, 部分量子触媒は, 理想的, 雑音的両面において, 大域的触媒よりも高精度であることを示す。 我々は,グローバルかつ部分的に触媒化された多モードW型コヒーレント状態に対する実用的なホモダイン測定手法を特定し,その測定感度は対応する量子クレーマーラオ境界に近づくことができる。 この実用的な環境では、部分触媒は、大域触媒よりも優れた測定感度をもたらす。 さらに、光子損失下では、多モードW型コヒーレント状態の大域的および部分的触媒反応は、損失触媒二重増強感度領域を示す。 これらの知見は、実用的なDQNセンシングアプリケーションのためのハイブリッド量子リソースによって与えられる量子化の利点を浮き彫りにしている。 我々の研究は量子化DQNセンシングを実現する方法を開く。

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