論文の概要: Simultaneous Heisenberg-Limited Multiparameter Metrology via Indefinite Evolution

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.10490v1
• Date: Tue, 11 Aug 2026 05:04:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-12 19:14:45.913158
• Title: Simultaneous Heisenberg-Limited Multiparameter Metrology via Indefinite Evolution
• Title（参考訳）: 不確定進化によるハイゼンベルク限界多重パラメトリー
• Abstract要約: 非可換信号発生器は不整合パラメータエンコーディングを引き起こすことがある。 我々は,コヒーレント重ね合わせに異なる制御操作と信号反転を配置する不確定進化(IE)を導入する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.76098097708818
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum metrology achieves Heisenberg-limited precision in single-parameter estimation, but its multiparameter extension is fundamentally constrained by both parameter-encoding and measurement incompatibility. Noncommuting signal generators may cause incompatible parameter-encoding, preventing the quantum Fisher information matrix from simultaneously achieving the Heisenberg scale for all parameters. Due to incompatible optimal measurements, the classical Fisher information matrix represents the practical attainable precision. Here, we introduce a multiparameter metrology framework based on indefinite evolution (IE), in which different control operations and signal reversal are placed in a coherent superposition. For a single-qubit probe with mutually orthogonal signal generators, IE enables compatible parameter encoding and optimal measurement without the signal reversal. For parallel generators, where only signal reversal realized by its generator is available, IE can achieve the same performance. We further extend this mechanism to noisy, many-body, and high-dimensional probes, and establish general conditions for achieving the simultaneous Heisenberg-limit. In contrast, definite evolution cannot achieve the same performance under compatible optimal measurements, even when signal reversal is available. Our results identify IE as an operational resource for overcoming multiparameter incompatibility and open a route toward attainable Heisenberg-limited sensing in interferometric platforms.
• Abstract（参考訳）: 量子距離論は、単パラメータ推定においてハイゼンベルク制限精度を達成するが、そのマルチパラメータ拡張はパラメータエンコーディングと測定不整合の両方によって根本的な制約を受ける。 非可換信号発生器は非互換なパラメータエンコーディングを引き起こし、量子フィッシャー情報行列が全てのパラメータに対してハイゼンベルクスケールを同時に達成することを防ぐ。 非互換な最適測定のため、古典的なフィッシャー情報行列は実際に達成可能な精度を表す。 本稿では,不確定進化(IE)に基づくマルチパラメータ・メトロジー・フレームワークを導入し,異なる制御操作と信号反転をコヒーレントな重ね合わせに配置する。 互いに直交する信号発生器を持つ単一量子プローブでは、IEは信号反転なしでパラメータエンコーディングと最適測定が可能である。 並列ジェネレータでは、そのジェネレータによって実現された信号反転のみが利用可能であり、IEは同じ性能を達成できる。 さらに、この機構をノイズ、多体、高次元のプローブに拡張し、同時にハイゼンベルク限界を達成するための一般的な条件を確立する。 対照的に、信号反転が可能である場合でも、互換性のある最適測定の下では、明確な進化は、同じ性能を達成できない。 この結果から,IE は多パラメータ不整合を克服し,ハイゼンベルクに制限されたインターフェロメトリプラットフォームへの道を開くための運用資源であると考えられた。

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