論文の概要: Sp(2N, R) interferometry in multi-mode Gaussian bosonic systems for optimal metrology and quantum control

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.25768v1
• Date: Wed, 24 Jun 2026 12:43:11 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-25 17:05:30.328505
• Title: Sp(2N, R) interferometry in multi-mode Gaussian bosonic systems for optimal metrology and quantum control
• Title（参考訳）: 最適メロジと量子制御のための多モードガウスボソニック系におけるSp(2N, R)干渉計
• Abstract要約: 二次ハミルトニアンを持つ多モードボソニック系の量子制御について検討する。 感度を最大化する最適量子制御には、同じ方向のスキーズと変位を調整する必要があることを示す。 我々のスキームは、光学的、原子的、機械的なプラットフォームで容易に実現可能である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Multi-mode interferometers for bosons in Gaussian states are important systems for quantum metrology with precision beyond the standard quantum limit and for bosonic quantum computing. However, there is a lack of theoretical foundation for generic $N$-mode Gaussian interferometry. In this work, we study quantum metrology and quantum control in multi-mode bosonic systems with quadratic Hamiltonians, exploiting the fundamental Sp$(2N,R)$ symmetry of such interferometers. We show that the optimal quantum control to maximize sensitivity requires aligning squeezing and displacement in the same direction. We propose Sp$(2N,R)$ echo, a multi-mode generalization of the SU$(1,1)$ interferometry, to achieve the sensitivity of phase estimation set by the quantum Fisher information. In addition, we introduce a geometrical means for reversing many-body dynamics with Sp$(2N,R)$ dynamical symmetry, such as dynamics of the bosonic Kitaev chain. Our schemes are readily realizable in optical, atomic, and mechanical platforms.
• Abstract（参考訳）: ガウス状態におけるボソンのマルチモード干渉計は、標準量子限界を超える精度の量子メートル法とボゾン量子コンピューティングにとって重要なシステムである。 しかし、一般的な$N$-mode Gaussianインターフェロメトリーの理論的な基礎が欠如している。 本研究では、2次ハミルトニアンを持つ多モードボソニック系の量子力学と量子制御を研究し、これらの干渉計の基本Sp$(2N,R)$対称性を利用する。 感度を最大化する最適量子制御には、同じ方向のスキーズと変位を調整する必要があることを示す。 本稿では,SU$(1,1)$インターフェロメトリの多モード一般化であるSp$(2N,R)$ echoを提案する。 さらに,多体力学をsp$(2N,R)$動的対称性で逆転させる幾何学的手段を導入する。 我々のスキームは、光学的、原子的、機械的なプラットフォームで容易に実現可能である。

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