論文の概要: Quantum Metrology for Signals with an Unknown Causal Structure

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.28066v1
• Date: Wed, 23 Sep 2026 13:15:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-25 00:05:18.039514
• Title: Quantum Metrology for Signals with an Unknown Causal Structure
• Title（参考訳）: 未知の因果構造を持つ信号に対する量子メトロロジー
• Abstract要約: 因果関係は、離散的な相互作用のみを許す場合でも、測定スキームを干渉することを示した。 この境界は時空のハイゼンベルク極限を生じさせ、その信号によって時空状態 N'$ の辺りを通して飽和を特徴づけることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: Quantum sensing protocols usually presuppose where and when each signal acts, yet this information is unavailable beforehand in experiments such as scattering and radar. We show that causal agnosticity forces a measurement scheme to be interferometric even when only discrete interactions are allowed. Describing the sensing events in the recently developed quantum state over spacetime formalism, we then prove that the Fisher information of an interferometer is bounded by the squared sum of the local generator norms, independently of how the events are ordered. Nonunitary and spatiotemporally correlated signals can be explained as well when their physical dilation has a spacetime state on the enlarged events. Notably, the bound holds without presupposing a background spacetime that orders the events whenever the full collection of target and auxiliary events has a spacetime state. We show that this bound yields the spacetime Heisenberg limit and characterize its saturation through marginals of the spacetime state `dressed' by the signal. The $N^2$ scaling of the Fisher information with $N$ sensing events arises from the coherence of a single reference system shared across spacetime, whereas independently repeated interferometry obeys the standard quantum limit.
• Abstract（参考訳）: 量子センシングプロトコルは通常、各信号の振る舞いの場所とタイミングを前提としているが、散乱やレーダーのような実験では事前にこの情報は利用できない。 因果無知性は, 個別の相互作用のみを許す場合でも, 測定方法の干渉を強いることを示す。 時空の定式化よりも最近開発された量子状態におけるセンシング事象を記述すると、干渉計のフィッシャー情報は、その事象がどのように順序付けられたかに関わらず、局所発生ノルムの2乗和によって境界づけられていることが証明される。 非一意的および時空間相関的な信号は、拡張された事象の時空状態であるときにも説明できる。 特に、対象イベントと補助イベントの完全なコレクションが時空状態であるときにイベントを順序付ける背景時空を前提とせずに、バウンドは保持される。 この境界によって時空のハイゼンベルク極限が得られ、その飽和度は信号によって「装い」された時空状態の辺りを通して特徴づけられることを示す。 フィッシャー情報の$N^2$スケールと$N$センシングイベントは、時空で共有される単一の参照システムのコヒーレンスから生じる。

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