論文の概要: Criterion for qubit-assisted quantum metrology approaching Heisenberg scaling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.26167v1
• Date: Wed, 24 Jun 2026 07:58:23 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-26 18:46:32.019149
• Title: Criterion for qubit-assisted quantum metrology approaching Heisenberg scaling
• Title（参考訳）: ハイゼンベルクスケーリングに近づいた量子力学における量子ビット支援の基準
• Abstract要約: プローブ-キュービット結合を1、2方向のみに制限することは、有効動力学生成器の十分な基準である。 ボソニックプローブの場合、変位推定に関するQIは、プローブの平均励起数に比例する。 スピンアンサンブルプローブでは、回転相と磁場推定の両方に関するQFIは、プローブスピン数に二次的依存を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.687781331131875
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We study in this work the metrology precision of a probe system coupled to an ancillary qubit. Restricting the probe-qubit coupling along only one or two directions is found to be a sufficient criterion for the effective dynamical generator to achieve the Heisenberg limit in precision. Under the criterion, the quantum Fisher information (QFI) about the to-be-estimated parameter becomes the expectation value of mean square of the effective generator with respect to the initial state of the composite system. Our criterion is justified in two distinct systems. For a bosonic probe, QFI about the displacement estimation is found to be proportional to the mean excitation number of probe. It renders a counterintuitive result that quantum metrology sensitivity can be enhanced by increasing the temperature of the probe system. For a spin-ensemble probe, QFI about both rotation-phase and magnetic-field estimation exhibit a quadratic dependence on the probe-spin number. It is found that even when the spin-ensemble is prepared as a finite-temperature state, faraway from the so-called resource states, e.g., the squeezed state or the Greenberger-Horne-Zeilinger state, QFI can still manifest a Heisenberg scaling behavior.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,アシラリー量子ビットに結合したプローブシステムのメトロジー精度について検討する。 プローブ-量子結合を1つまたは2つの方向だけに制限することは、ハイゼンベルクの精度限界を達成するのに有効な力学生成器の十分な基準となる。 この基準の下では、推定パラメータに関する量子フィッシャー情報(QFI)は、合成システムの初期状態に対する有効発生器の平均二乗の期待値となる。 私たちの基準は2つの異なるシステムで正当化されています。 ボソニックプローブの場合、変位推定に関するQFIは、プローブの平均励起数に比例する。 これは、量子力学の感度がプローブ系の温度を上昇させることで向上できるという直感的な結果を与える。 スピンアンサンブルプローブでは、回転相と磁場推定の両方に関するQFIは、プローブスピン数に二次的依存を示す。 スピンアンサンブルが有限温度状態として準備されたとしても、いわゆる資源状態(例えば、圧縮状態やグリーンベルガー=ホルン=ゼーリンガー状態)から遠く離れているとしても、QFIはハイゼンベルクスケーリングの挙動を示すことができる。

関連論文リスト

• Precision limit under weak-coupling with ancillary qubit [3.687781331131875]
  本稿では,複合モデルを用いた計測に基づく量子メトロジープロトコルを提案する。 スピンアンサンブルは、一般のハイゼンベルク XXZ 相互作用を持つ補助的な2レベル系 (qubit) に結合される。 我々は、量子ビット上の無条件測定がグリーンベルガー・ホーネ・ゼーリンガー状態を置き換えるための効率的な資源になることを示唆する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-01-21T06:01:51Z)
• Temperature-induced measurement sensitivity enhancement via imaginary weak values [41.99844472131922]
  初期プローブ状態が混合された場合, 測定感度を高めるために, 弱い測定と後選択の可能性を検討する。 我々は、信号対雑音比と最終プローブ状態の量子フィッシャー情報という、2つの重要な量に焦点を当てる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-09-04T09:28:44Z)
• Quantum sensing of displacements with stabilized GKP states [41.94295877935867]
  本稿では,2つの四面体変位センサの推定に,Gottesman-Kitaev-Preskill状態の安定化のためのプロトコルをどのように利用できるかを示す。 この安定化のおかげで、このセンサーはバックアクションを回避し、リセットせずに連続的に機能し、イテナント信号の検出に適している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-06-25T17:18:50Z)
• Achieving the Heisenberg limit of metrology via measurement on an ancillary qubit [3.687781331131875]
  本研究では, 積状態からの共進化の最適化期間の後, アクビットの無条件測定によるプロトコルを提案する。 同期符号化と量子ビット測定により、初期状態が最適化されたプローブ系で符号化された位相に関する量子フィッシャー情報は、正確にハイゼンベルクスケーリングの$N2$に達することができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-05-09T14:26:04Z)
• Achieving Heisenberg scaling by probe-ancilla interaction in quantum metrology [0.0]
  ハイゼンベルクスケーリング(Heisenberg Scaling)は、量子力学の原理によって許容されるパラメータ推定の最終的な精度限界である。 本稿では,プローブと補助システムとの相互作用が,パラメータ推定の精度を高め,標準量子限界を超える可能性があることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-07-23T23:11:50Z)
• Qubit-assisted quantum metrology under a time-reversal strategy [2.4927008953071725]
  本稿では,プローブシステムの2段階のジョイント進化と,量子量子ビットおよび量子計測に基づく量子メトロジープロトコルを提案する。 プローブ系に符号化された位相パラメータに関する量子フィッシャー情報(QFI)は、位相発生器の正方形の期待値によって決定されることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-04-19T06:25:13Z)
• Fundamental limits of metrology at thermal equilibrium [0.0]
  熱平衡における量子プローブによる未知パラメータ$theta$の推定について検討する。 我々は、任意の$Hrm C$で得られる最大量子フィッシャー情報を見つけ、測定精度に基礎的拘束力を与える。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-02-09T18:01:45Z)
• Probing finite-temperature observables in quantum simulators of spin systems with short-time dynamics [62.997667081978825]
  ジャジンスキー等式から動機付けられたアルゴリズムを用いて, 有限温度可観測体がどのように得られるかを示す。 長範囲の逆場イジングモデルにおける有限温度相転移は、捕捉されたイオン量子シミュレータで特徴づけられることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-06-03T18:00:02Z)
• Enhanced nonlinear quantum metrology with weakly coupled solitons and particle losses [58.720142291102135]
  ハイゼンベルク(最大1/N)および超ハイゼンベルクスケーリングレベルにおける位相パラメータ推定のための干渉計測手法を提案する。 我々のセットアップの中心は、量子プローブを形成する新しいソリトンジョセフソン接合(SJJ)システムである。 このような状態は、適度な損失があっても最適な状態に近いことを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-07T09:29:23Z)
• Quantum probes for universal gravity corrections [62.997667081978825]
  最小長の概念を概観し、量子系のハミルトニアンに現れる摂動項をいかに引き起こすかを示す。 我々は、推定手順の精度の最終的な限界を見つけるために、量子フィッシャー情報を評価する。 以上の結果から,量子プローブは有用な資源であり,精度が向上する可能性が示唆された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-02-13T19:35:07Z)
• In and out of equilibrium quantum metrology with mean-field quantum criticality [68.8204255655161]
  本稿では,集団遷移現象が量子力学プロトコルに与える影響について考察する。 単一球面量子スピン(SQS)は平均場レベルでの分析的な洞察を可能にするステレオタイプ玩具モデルとして機能する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-01-09T19:20:42Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。