論文の概要: Fundamental limits of parameter estimation with heralded optical non-Gaussian states generated from Gaussian resources

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.06239v1
• Date: Thu, 06 Aug 2026 16:26:35 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-07 17:43:06.791377
• Title: Fundamental limits of parameter estimation with heralded optical non-Gaussian states generated from Gaussian resources
• Title（参考訳）: ガウス資源から生成される光非ガウス状態を用いたパラメータ推定の基本的限界
• Abstract要約: 非ガウス状態は、量子センシングにおいて大きな量子フィッシャー情報(QFI)を示すことができる。 光学系では、その生成はボソンサンプリング型条件演算によってしばしば確率的になる。 本稿では,パラメータエンコーディング前の階層化状態の準備がポストセレクション問題にマッピング可能であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.03262230127283451
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Non-Gaussian states can exhibit large quantum Fisher information (QFI) in quantum sensing. In optical systems, however, its generation is often probabilistic via the boson-sampling type conditional operation and thus its generation rate is limited. This probabilistic generation of non-Gaussian resource should be taken into account for evaluation of the sensing performance. Then a natural question arising is whether the use of heralded probabilistic non-Gaussian states is better than that of the original deterministic Gaussian states for quantum sensing. In this paper, we answer to this question for single-parameter phase-estimation. By using photon-number conservation in passive linear optical systems, we show that heralded state preparation before parameter encoding can be mapped to a postselection problem after parameter encoding for phase estimation. This mapping allows the success probability of heralding to be included naturally in the metrological performance. We introduce an effective quantum Fisher information (EQFI), defined as the success-probability-weighted QFI of the heralded outputs, and prove that it cannot exceed the QFI of the original Gaussian inputs. The result highlights the importance of resource counting in quantum sensing toward better understanding of the resource efficient advantage of optical quantum sensing.
• Abstract（参考訳）: 非ガウス状態は、量子センシングにおいて大きな量子フィッシャー情報(QFI)を示すことができる。 しかし、光学系では、ボソンサンプリング型条件演算によって生成が確率的に起こり、生成速度は制限される。 この非ガウス資源の確率的生成は、センシング性能の評価に考慮すべきである。 自然の疑問は、非ガウス状態が量子センシングのための元の決定論的ガウス状態よりも優れているかどうかである。 本稿では,この問題に対して,単パラメータ位相推定について答える。 受動線形光学系における光子数保存法を用いて,位相推定のためのパラメータエンコーディング後のポストセレクション問題にパラメータエンコーディング前の隠蔽状態の準備をマッピングできることを示す。 このマッピングにより、シーディングの成功確率を気象学のパフォーマンスに自然に含めることができる。 本稿では,実効的な量子フィッシャー情報(EQFI)を導入し,従来のガウス入力のQFIを超えないことを証明する。 その結果, 量子センシングにおける資源計数の重要性が強調され, 光量子センシングの資源効率向上への寄与が示唆された。

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