論文の概要: CSS codes for Quantum Metrology with Discrete-time Error Correction

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.40022v1
• Date: Wed, 30 Sep 2026 15:59:11 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-01 18:57:27.995639
• Title: CSS codes for Quantum Metrology with Discrete-time Error Correction
• Title（参考訳）: 離散時間誤差補正を用いた量子メトロロジーのためのCSS符号
• Abstract要約: 我々は,Calderbank-Shor-Steane (CSS) 符号に基づく量子メソロジープロトコルを開発し,解析する。 ハミルトン級数に対するノイズに対して、離散時間誤差補正は、有限の尋問時間窓上のハイゼンベルクのような時間的スケーリングを保存する。 センサ進化後にのみ適用されるリカバリは、対応する不正確なノイズプロトコルに対して、メトロジー上の優位性を与えない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: The goal of quantum metrology is to estimate an unknown parameter with better-than-classical precision and, ideally, to attain Heisenberg scaling. In realistic settings, however, noise can substantially reduce this advantage and, in many cases, restore standard-quantum-limit-like performance. Preserving the quantum enhancement therefore requires noise-robust strategies, which can be implemented using quantum error correction. In this work, we develop and analyze a quantum-metrology protocol based on Calderbank-Shor-Steane (CSS) codes. The main result is that, for noise perpendicular to the sensing Hamiltonian, discrete-time error correction preserves Heisenberg-like temporal scaling over a finite interrogation-time window whose duration depends on the correction frequency. It is further shown that recovery applied only after the sensing evolution provides no metrological advantage over the corresponding uncorrected noisy protocol in the setup considered here. An analytical framework is developed for arbitrary CSS codes and applied to the Steane and Shor codes, for which the discrete-time corrected dynamics, the Heisenberg-like-to-SQL-like crossover, and the optimal interrogation time are determined and numerically analysed.
• Abstract（参考訳）: 量子気象学の目標は、古典的な精度で未知のパラメータを推定し、理想的にはハイゼンベルクのスケーリングを達成することである。 しかし現実的な環境では、ノイズはこの利点を著しく減らし、多くの場合、標準量子限界のような性能を回復する。 したがって、量子エンハンスメントを保存するにはノイズロス戦略が必要であり、量子誤差補正を用いて実装することができる。 本研究では,Calderbank-Shor-Steane (CSS) 符号に基づく量子メソロジープロトコルの開発と解析を行う。 主な結果は、感度ハミルトンに垂直な雑音に対して、離散時間誤差補正は、補正周波数に依存する有限切替時間窓上のハイゼンベルク風の時間的スケーリングを保存することである。 さらに、センサ進化後にのみ適用されたリカバリは、ここで考慮した設定において、対応する不正確なノイズプロトコルに対して、メトロジー上の優位性を与えないことが示されている。 任意のCSSコードに対して分析フレームワークを開発し、SteaneおよびShorコードに適用し、離散時間補正力学、ハイゼンベルク様からSQL様のクロスオーバー、最適な尋問時間を決定し、数値解析する。

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