論文の概要: Quantum Decision Theory for Displacement Detection with Finite-Energy GKP States

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.08051v1
• Date: Sat, 08 Aug 2026 10:32:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-11 19:16:36.625017
• Title: Quantum Decision Theory for Displacement Detection with Finite-Energy GKP States
• Title（参考訳）: 有限エネルギーGKP状態による変位検出のための量子決定理論
• Abstract要約: 有限エネルギー,$d$レベルのGottesman-Kitaev-Preskill(GKP)プローブを用いた位相空間変位検出フレームワークを開発した。 単一モードおよび絡み合い支援アーキテクチャの場合、ベイズ最小エラー確率を導出する。 我々は、コヒーレントステート、方向整合型圧縮真空、ツインビームスキームに対する結果のプロトコルをベンチマークする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 46.2474896050764
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We develop a quantum-decision-theoretic framework for detecting phase-space displacements with finite-energy, $d$-level Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) probes. For single-mode and entanglement-assisted architectures, we derive the Bayesian minimum-error probability, the optimal Neyman-Pearson receiver-operating characteristic, and the corresponding minimum detectable displacement. Finite-energy effects are treated through exact theta-series displacement kernels, while pure loss followed by quantum-limited amplification is mapped to an effective Gaussian random-displacement channel. Entanglement removes preparation-dependent blind directions and preserves both logical displacement labels, although it does not surpass the pointwise optimized single-mode strategy in the noiseless pure-state setting. We benchmark the resulting protocols against coherent-state, direction-matched squeezed-vacuum, and twin-beam schemes at equal nominal squeezing. Numerical results identify finite-squeezing and lossy regimes in which GKP probes achieve both a lower Bayesian error and a smaller minimum detectable perturbation than the selected Gaussian receivers.
• Abstract（参考訳）: 有限エネルギー,$d$レベルのGottesman-Kitaev-Preskill(GKP)プローブを用いた位相空間変位検出のための量子決定理論フレームワークを開発した。 単モードおよび絡み合い支援アーキテクチャでは、ベイズ最小誤差確率、最適なナイマン・ピアソン受信動作特性、およびそれに対応する最小変位を導出する。 有限エネルギー効果は、正確なセタ系列変位核によって処理され、純損失と量子制限増幅は、効果的なガウス的ランダム変位チャネルにマッピングされる。 絡み合いは準備に依存したブラインド方向を除去し、両方の論理的変位ラベルを保存するが、ノイズのない純粋状態設定において、ポイントワイズされた単一モード戦略を超えない。 我々は,コヒーレントステート,方向整合型圧縮真空,ツインビームスキームに対して,等価な名目スクイーズでベンチマークを行った。 数値計算により、GKPプローブが選択したガウス受信機よりも低いベイズ誤差と最小限の摂動を達成できる有限のスキューズおよび損失状態が特定される。

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