Heisenberg-begrenzte Metrologie mit störenden Wechselwirkungen

Heisenberg-begrenzte Metrologie mit störenden Wechselwirkungen

Zeitstempel: 28. März 2024, 8:42 Uhr

Chao-Yin und Andrew Lucas

Fachbereich Physik und Zentrum für Theorie der Quantenmaterie, University of Colorado, Boulder CO 80309, USA

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Abstrakt

Wir zeigen, dass es möglich ist, Heisenberg-begrenzte Metrologie an GHZ-ähnlichen Zuständen durchzuführen, wenn während des Messvorgangs generische räumlich lokale, möglicherweise starke Wechselwirkungen vorliegen. Ein explizites Protokoll, das auf Einzel-Qubit-Messungen und Feedback auf der Grundlage klassischer Berechnungen in Polynomzeit basiert, erreicht die Heisenberg-Grenze. In einer Dimension können Matrixproduktzustandsmethoden verwendet werden, um diese klassische Berechnung durchzuführen, während in höheren Dimensionen die Clustererweiterung den effizienten Berechnungen zugrunde liegt. Letzterer Ansatz basiert auf einem effizienten klassischen Abtastalgorithmus für die Kurzzeit-Quantendynamik, der möglicherweise von unabhängigem Interesse ist.

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Ausgewähltes Bild: Robustes und effizientes Protokoll für die GHZ-Messtechnik

Präsentation "Heisenberg begrenzte die Metrologie mit störenden Wechselwirkungen und effizienter Probenahme” von Chao Yin und Andrew Lucas bei QIP 2024

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https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2023-11-03-1163

[83] Sergey Bravyi, David Gosset und Ramis Movassagh. „Klassische Algorithmen für Quantenmittelwerte“. Naturphysik 17, 337–341 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41567-020-01109-8

[84] Nolan J. Coble und Matthew Coudron. „Quasi-polynomiale Zeitnäherung der Ausgabewahrscheinlichkeiten geometrisch lokaler, flacher Quantenschaltungen“. Im Jahr 2021 findet das 62. IEEE-Jahressymposium zu Grundlagen der Informatik (FOCS) statt. Seiten 598–609. (2022).
https://​/​doi.org/​10.1109/​FOCS52979.2021.00065

[85] Suchetan Dontha, Shi Jie Samuel Tan, Stephen Smith, Sangheon Choi und Matthew Coudron. „Annäherung der Ausgabewahrscheinlichkeiten flacher Quantenschaltungen, die in jeder festen Dimension geometrisch lokal sind“ (2022). arXiv:2202.08349.
arXiv: 2202.08349

[86] Reyhaneh Aghaei Saem und Ali Hamed Moosavian. „Klassischer Algorithmus für das Mittelwertproblem über kurzfristige Hamilton-Entwicklungen“ (2023). arXiv:2301.11420.
arXiv: 2301.11420

Zitiert von

[1] Luis Pedro García-Pintos, Kishor Bharti, Jacob Bringewatt, Hossein Dehghani, Adam Ehrenberg, Nicole Yunger Halpern und Alexey V. Gorshkov, „Schätzung hamiltonischer Parameter aus thermischen Zuständen“, arXiv: 2401.10343, (2024).

[2] Jia-Xuan Liu, Jing Yang, Hai-Long Shi und Sixia Yu, „Optimale lokale Messungen in der Vielteilchen-Quantenmetrologie“, arXiv: 2310.00285, (2023).

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