論文の概要: Preserving Heisenberg-Limited Metrological Information during Storage via Correlated-Noise Correction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.08130v1
- Date: Sat, 08 Aug 2026 13:34:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-11 19:16:36.690375
- Title: Preserving Heisenberg-Limited Metrological Information during Storage via Correlated-Noise Correction
- Title（参考訳）: 相関雑音補正による保存中のハイゼンベルク限界気象情報の保存
- Abstract要約: 本稿では,記憶段階における量子プローブ保護のための相関雑音補正プロトコルを提案する。
このプロトコルは自然にシングルキュービットからマルチキュービットのプローブに拡張されることを示す。
この結果から,量子メモリにおける気象情報保護の実践的枠組みとして相関雑音補正が確立された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.748790520975914
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum error correction has become an indispensable tool for restoring Heisenberg-limited precision in noisy quantum metrology. Existing protocols, however, almost exclusively focus on correcting noise during the signal-encoding stage and implicitly assume that the probe is measured immediately after sensing. In many quantum information processing tasks, the encoded probe must instead be stored before subsequent quantum operations, during which environmental noise can significantly degrade the accumulated metrological information. Here, we propose a correlated-noise correction (CNC) protocol for protecting quantum probes during the storage stage. By correlating probe errors with auxiliary qubits through fixed two-body entangling gates, memory errors are converted into measurable syndromes that are extracted only once after storage. We show that the protocol naturally extends from single-qubit to multi-qubit probes and protects the stored quantum Fisher information against dephasing, bit-flip, and amplitude-damping noise. Furthermore, we demonstrate that preserving the quantum Fisher information does not necessarily require restoring the entire quantum state when the probe is measured immediately after storage, whereas full state recovery becomes essential for subsequent rounds of quantum signal processing. Our results establish correlated-noise correction as a practical framework for protecting metrological information during quantum memory and provide a useful building block for sensing-enabled quantum information processing.
- Abstract（参考訳）: 量子誤差補正は、ノイジー量子メートル法におけるハイゼンベルク制限精度の回復に必須のツールとなっている。
しかし、既存のプロトコルは、信号エンコーディングの段階でノイズを補正することに集中しており、センサーの直後にプローブが測定されると暗黙的に仮定している。
多くの量子情報処理タスクでは、エンコードされたプローブはその後の量子演算の前に格納されなければならない。
本稿では,記憶中の量子プローブを保護するための相関ノイズ補正(CNC)プロトコルを提案する。
固定された2体係留ゲートを介して、プローブエラーと補助量子ビットを関連付けることにより、記憶後1回だけ抽出される測定可能なシンドロームにメモリエラーを変換する。
このプロトコルは自然に1量子ビットから複数量子ビットのプローブに拡張され、記憶されている量子フィッシャー情報をデフォーカス、ビットフリップ、振幅減衰ノイズから保護する。
さらに、量子フィッシャー情報の保存は、格納直後にプローブが測定されたときの量子状態全体の復元を必ずしも必要としないが、その後の量子信号処理において完全な状態回復が不可欠であることを示す。
本研究は,量子メモリにおける気象情報保護の実践的枠組みとして相関雑音補正を確立し,量子情報処理に有用なビルディングブロックを提供する。
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