論文の概要: Quantum-enhanced single and multiparameter metrology in qutrit ensembles by generalized twisting dynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.26630v1
- Date: Thu, 27 Aug 2026 05:37:38 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-28 16:30:58.248675
- Title: Quantum-enhanced single and multiparameter metrology in qutrit ensembles by generalized twisting dynamics
- Title（参考訳）: 一般化ツイストダイナミックスによるクォートアンサンブルの量子エンハンスシングルおよびマルチパラメータメトロジー
- Abstract要約: 本稿では, 1軸ねじれ(OAT)モデルの実験的に実現可能な3つのクォート一般化について紹介する。
これら3つのモデルは全て、量子強調センシングのための符号化方向に対してかなりの自由を与えていることを数値的に見出した。
本稿では,効率的な時間反転プロトコルを用いて,この拡張された気象精度への実験的アクセスについて論じる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum-enhanced sensing with atomic ensembles has predominantly focused on qubit-based protocols, despite the growing ability of many experimental platforms to coherently control and entangle multi-level systems. Here, we investigate quantum-enhanced sensing with qutrit ensembles by introducing three experimentally feasible qutrit generalisations of the one-axis twisting (OAT) model that involve entangling operations only between two levels, while the third level primarily acts as a spectator. We characterize the metrological utility of the dynamically generated states using the quantum Fisher information toolbox. We find numerically that all three models offer considerable freedom in encoding direction for quantum-enhanced sensing, with up to 6 out of 8 possible directions exhibit near-Heisenberg scaling after a short evolution time. We discuss experimental access to this enhanced metrological precision via effective time-reversal protocols. Furthermore, we examine the practical issues of estimation ambiguity and local dissipation, and show that they can be largely overcome by optimizing the sensor operating point. Finally, we show that the measurement incompatibility in estimating multiple parameters simultaneously encoded in different directions with near-Heisenberg scaling of precision is suppressed at the zero operating point as the system size increases. In the process, we find that one of the models enables near-Heisenberg scaling metrology with a pair of commuting generators, a possibility that arises from the $su(3)$ algebra and is thus absent in qubit-ensemble based sensors of collective $SU(2)$ rotations.
- Abstract（参考訳）: 原子アンサンブルを用いた量子エンハンスドセンシングは、多くの実験プラットフォームが相互に制御し、マルチレベルシステムを絡み合わせる能力が高まっているにもかかわらず、主に量子ビットベースのプロトコルに焦点を当てている。
本稿では,2段階間のみに絡み合う操作を含む1軸ツイスト(OAT)モデルの3つの実験可能なクォート一般化を導入し,量子アンサンブルを用いた量子エンハンスセンシングについて検討する。
量子フィッシャー情報ツールボックスを用いて動的に生成された状態のメトロジー的有用性を特徴付ける。
これら3つのモデルが量子エンハンスセンシングの符号化方向にかなりの自由を与えており、8つの可能な8つの方向のうち最大6つは、短い進化時間の後、ハイゼンベルク付近のスケーリングを示す。
本稿では,効率的な時間反転プロトコルを用いて,この拡張された気象精度への実験的アクセスについて論じる。
さらに, センサの動作点を最適化することにより, 推定の曖昧さと局所散逸の現実的問題について検討し, 大きく克服可能であることを示す。
最後に, システムサイズが大きくなるにつれて, ゼロ動作点において, 精度の近ハイゼンベルクスケーリングと同時符号化された複数のパラメータの同時推定の不整合性を抑えることを示す。
この過程において、あるモデルのうちの1つは、一対の通勤発電機で近ハイゼンベルクスケールのメロロジーを可能にしており、これは、$su(3)$代数から生じる可能性であり、従って、集合$SU(2)$回転の量子アンサンブルベースのセンサーには存在しない。
関連論文リスト
- Quantum computational resources and validation protocols for a three-mode non-Gaussian trilinear Hamiltonian [39.146761527401424]
我々は、超伝導マイクロ波プラットフォームで最近実現された3モードの非ガウス三線型ハミルトニアンに焦点をあてる。
量子計算のための2つの重要なリソースを生成する能力について検討する。
Wigner関数の完全再構成を必要とせずに、ハミルトン実装の実験的検証のための測定効率のよいプロトコルを導入する。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-09-09T11:17:53Z) - Qutrit entanglement and joint multi-parameter estimation in an optical clock platform [2.2470290096767003]
光時計プラットフォームにおける真のクエット絡み合いとジョイントマルチパラメータ推定を実験的に実証した。
この高次元の絡み合いを生かして、最適な2量子メロジカルプローブ状態とノイズロストリードアウト回路を実現する。
これらの結果は、中性原子の内部エネルギー準位に符号化された高次元状態を持つ量子情報科学への鍵となる構成要素を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-08-05T21:41:06Z) - Quantum sensor network metrology with bright solitons [39.58317527488534]
General Heisenberg Limit (GHL) は未知のパラメータの測定と推定精度の基本的な制限を特徴付けている。
3モードソリトンジョセフソン接合(TMSJJ)はソリトンジョセフソン接合(SJJ)ボソニックモデルのための3モード拡張である。
我々の発見は、原子線回路を用いた量子ネットワークセンサーの新しい可能性を開く。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-07-21T08:01:36Z) - Controlling Sloppiness in Two-Phase Estimation with a Tunable Weak Measurement [0.9385601852160974]
パラメータの小さなサブセットは、システム自体のダイナミクスを記述するのに十分です。
残りの組み合わせはtextitsloppy と呼ばれ、システムの力学において小さな役割を果たすだけである。
2つの位相間の変動強度の弱い測定によって、完全に傾斜した設定から完全に決定された構成に切り替えることができることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-03-06T21:12:31Z) - Long-lived multilevel coherences and spin-1 dynamics encoded in the rotational states of ultracold molecules [37.69303106863453]
超低温の極性分子の回転状態は、長い放射寿命、マイクロ波-ドメイン結合、調整可能な双極子相互作用を有する。
多数の回転状態が利用可能になったことで、量子磁性のシミュレーション、高次元クエーディットにおける情報の符号化、多くの合成格子サイトを持つ合成次元など、多くの応用が提案されている。
そこで本研究では、回転状態間の多レベルコヒーレンスを、与えられた一対の状態に対して魔法の波長近くで動作する光ツイーザトラップを用いて設計する方法について検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-12-19T17:35:57Z) - Joint Estimation of a Two-Phase Spin Rotation beyond Classical Limit [11.08018127134951]
多様なアプリケーションシナリオでは、1つ以上のパラメータを推定する必要があることが多い。
原子ボース-アインシュタイン凝縮体におけるスピン・ネマティック・スクイーズを用いた2つの軸まわりの同時スピン回転の量子エンハンスな測定を報告する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-16T15:21:00Z) - Message-Passing Neural Quantum States for the Homogeneous Electron Gas [41.94295877935867]
連続空間における強相互作用フェルミオンをシミュレートするメッセージパッシング・ニューラルネットワークに基づく波動関数Ansatzを導入する。
等質電子ガスの基底状態を3次元でシミュレーションすることにより,その精度を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-12T04:12:04Z) - Cascaded Multiparameter Quantum Metrology [0.0]
スクイージングは古典状態の感度を$e2r$で量子的に向上させ、$r approx 1$はスクイージングパラメータであることを示す。
我々は、同じ経路に沿って複数の位相シフトを検知する干渉計をモデル化し、コヒーレント状態と圧縮真空を組み合わせることで、最大量子優位性を実証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-17T18:22:48Z) - Scalable spin squeezing in a dipolar Rydberg atom array [2.392520546501394]
標準量子限界を超えて測定精度を高める方法を示す。
そのためには、量子プロジェクションノイズ(squeezingとして知られる戦略)を再構成することができる。
まず,マルチステップのスピンスキーズプロトコルを用いることで,約1dBのスキューズ処理をさらに強化し,第2に,Floquetエンジニアリングを活用してハイゼンベルク相互作用を実現する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-14T16:35:17Z) - Evolution of many-body systems under ancilla quantum measurements [58.720142291102135]
本研究では,多体格子系をアシラリー自由度に結合させることにより量子測度を実装するという概念について検討する。
従来より抽象的なモデルで見られたように, アンタングリング・エンタングリング測定によって引き起こされる遷移の証拠を見いだす。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-13T13:06:40Z) - Trapped-Ion Quantum Simulation of Collective Neutrino Oscillations [55.41644538483948]
量子計算を用いて,Nニュートリノ系のコヒーレントな集団振動を2成分近似でシミュレートする手法について検討した。
第2次トロッタースズキ公式を用いたゲート複雑性は,量子信号処理などの他の分解方法よりも,システムサイズに優れることがわかった。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-07T09:39:40Z) - Quantum transport and localization in 1d and 2d tight-binding lattices [39.26291658500249]
凝縮マター系における粒子輸送と局在現象は、強結合格子ハミルトニアンを用いてモデル化することができる。
ここでは, 量子輸送を1次元および2次元の強結合格子で実験的に研究し, 完全に制御可能な3倍の超伝導量子ビット配列でエミュレートした。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-11T12:36:12Z) - Probing quantum information propagation with out-of-time-ordered
correlators [41.12790913835594]
小型の量子情報プロセッサは、多体量子システムを効率的にエミュレートする約束を持っている。
ここでは、時間外順序付き相関器(OTOC)の測定を実演する。
我々の実験における中心的な要件は、時間進化をコヒーレントに逆転させる能力である。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-02-23T15:29:08Z)
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。