Hüpoteeside järjestikune testimine pidevalt jälgitavate kvantsüsteemide jaoks

Taasavaldanud Platon

järgijaid: 0

Sequential hypothesis testing for continuously-monitored quantum systems PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertical Search. Ai.

Giulio Gasbarri¹, Matias Bilkis^1,2, Elisabet Roda-Salichs¹ja John Calsamiglia¹

¹Física Teòrica: Informació i Fenòmens Quantics, Department de Física, Universitat Autònoma de Barcelona, 08193 Bellaterra (Barcelona), Hispaania
²Arvutinägemise keskus, Universitat Autònoma de Barcelona, Hispaania

Kas see artikkel on huvitav või soovite arutada? Scite või jätke SciRate'i kommentaar.

Abstraktne

Me käsitleme kvantsüsteemi, mida pidevalt jälgitakse ja mis annab mõõtmissignaali. Sellisest andmevoost tuleb järeldada teavet aluseks oleva süsteemi dünaamika kohta. Siin keskendume hüpoteeside testimise probleemidele ja pakume välja järjestikuste strateegiate kasutamise, kus signaali analüüsitakse reaalajas, võimaldades katse lõpetada niipea, kui selle aluseks olev hüpotees on tuvastatud sertifitseeritud ettenähtud edukuse tõenäosusega. Analüüsime järjestikuste testide toimivust, uurides peatumisaja käitumist, näidates märkimisväärset eelist praegu kasutatavate strateegiate ees, mis põhinevad fikseeritud etteantud mõõtmisajal.

► BibTeX-i andmed

@article{Gasbarri2024järg, doi = {10.22331/q-2024-03-20-1289}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2024-03-20-1289}, title = {Järgnev hüpoteesi testimine pidevalt jälgitavate kvantsüsteemide jaoks}, autor = {Gasbarri, Giulio ja Bilkis, Matias ja Roda-Salichs, Elisabet ja Calsamiglia, John}, ajakiri = {{Kvant}}, issn = {2521-327X}, väljaandja = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, helitugevus = {8}, lehekülge = {1289}, kuu = märts, aasta = {2024} }

► Viited

[1] Markus Aspelmeyer, Tobias J. Kippenberg ja Florian Marquardt. "Õõnsuse optomehaanika". Rev. Mod. Phys. 86, 1391–1452 (2014).
https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.86.1391

[2] James Millen, Tania S Monteiro, Robert Pettit ja A Nick Vamivakas. "Leviteeruvate osakestega optmehaanika". Aruanded füüsika edenemise kohta 83, 026401 (2020).
https:///doi.org/10.1088/1361-6633/ab6100

[3] John Kitching, Svenja Knappe ja Elizabeth A. Donley. "Aatomiandurid – ülevaade". IEEE Sensors Journal 11, 1749–1758 (2011).
https:///doi.org/10.1109/JSEN.2011.2157679

[4] Dmitri Budker ja Michael Romalis. "Optiline magnetomeetria". Nature Physics 3, 227–234 (2007).
https:///doi.org/10.1038/nphys566

[5] Bei-Bei Li, Lingfeng Ou, Yuechen Lei ja Yong-Chun Liu. "Õõnsuse optomehaaniline tuvastamine". Nanophotonics 10, 2799–2832 (2021).
https:///doi.org/10.1515/nanoph-2021-0256

[6] Pardeep Kumar, Tushar Biswas, Kristian Feliz, Rina Kanamoto, M.-S. Chang, Anand K. Jha ja M. Bhattacharya. "Õõnsuse optomehaaniline tuvastamine ja aatomi püsiva voolu manipuleerimine". Phys. Rev. Lett. 127, 113601 (2021).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.113601

[7] Shabir Barzanjeh, André Xuereb, Simon Gröblacher, Mauro Paternostro, Cindy A. Regal ja Eva M. Weig. "Optomehaanika kvanttehnoloogiate jaoks". Loodusfüüsika 18, 15–24 (2022).
https://doi.org/10.1038/s41567-021-01402-0

[8] John Kitching. "Kiibiga aatomiseadmed". Applied Physics Reviews 5, 031302 (2018).
https:///doi.org/10.1063/1.5026238

[9] BP jt Abbott. "Gravitatsioonilainete vaatlemine binaarse musta augu ühinemisel". Phys. Rev. Lett. 116, 061102 (2016).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.061102

[10] Morgan W. Mitchell ja Silvana Palacios Alvarez. "Kollokvium: magnetväljaandurite energiaeraldusvõime kvantpiirangud". Rev. Mod. Phys. 92, 021001 (2020).
https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.92.021001

[11] Mingkang Wang, Diego J. Perez-Morelo, Georg Ramer, Georges Pavlidis, Jeffrey J. Schwartz, Liya Yu, Robert Ilic, Andrea Centrone ja Vladimir A. Aksyuk. "Soojusmüra võitmine dünaamilise signaali mõõtmisel nanovalmistatud õõnsusega optomehaanilise anduriga". Science Advances 9, eadf7595 (2023).
https:///doi.org/10.1126/sciadv.adf7595

[12] HM Wiseman ja GJ Milburn. "Välja-kvadratuuri mõõtmiste kvantteooria". Phys. Rev. A 47, 642–662 (1993).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.47.642

[13] Howard M Wiseman ja Gerard J Milburn. "Kvantmõõtmine ja juhtimine". Cambridge'i ülikooli ajakirjandus. (2009).
https:///doi.org/10.1017/CBO9780511813948

[14] Stefan Forstner, Joachim Knittel, Eoin Sheridan, Jon D. Swaim, Halina Rubinsztein-Dunlop ja Warwick P. Bowen. "Kaviteetsete optomehaaniliste väljaandurite tundlikkus ja jõudlus". Photonic Sensors 2, 259–270 (2012).
https://doi.org/10.1007/s13320-012-0067-2

[15] Mankei Tsang. "Pidev kvanthüpoteesi testimine". Phys. Rev. Lett. 108, 170502 (2012).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.108.170502

[16] Søren Gammelmark ja Klaus Mølmer. "Bayesi parameetrite järeldus pidevalt jälgitavatest kvantsüsteemidest". Phys. Rev. A 87, 032115 (2013).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.87.032115

[17] Kurt Jacobs. "Kvantmõõtmise teooria ja selle rakendused". Cambridge University Press. (2014).

[18] Klaus Mølmer. "Hüpoteesi testimine avatud kvantsüsteemidega". Physical Review Letters 114, 040401 (2015).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.114.040401

[19] Francesco Albarelli, Matteo AC Rossi, Matteo GA Paris ja Marco G Genoni. "Kvantmagnetomeetria lõplikud piirid ajas pidevate mõõtmiste kaudu". New Journal of Physics 19, 123011 (2017).
https:///doi.org/10.1088/1367-2630/aa9840

[20] Alexander Holm Kiilerich ja Klaus Mølmer. "Hüpoteesi testimine pidevalt jälgitava kvantsüsteemiga". Füüsiline ülevaade A 98, 022103 (2018).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.98.022103

[21] Jason F. Ralph, Marko Toroš, Simon Maskell, Kurt Jacobs, Muddassar Rashid, Ashley J. Setter ja Hendrik Ulbricht. "Dünaamiline mudeli valik kvant-klassikalise piiri lähedal". Phys. Rev. A 98, 010102 (2018).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.98.010102

[22] Ricardo Jiménez-Martínez, Jan Kołodyński, Charikleia Troullinou, Vito Giovanni Lucivero, Jia Kong ja Morgan W. Mitchell. "Signaali jälgimine väljaspool aatomianduri ajaeraldusvõimet kalmani filtreerimise abil". Phys. Rev. Lett. 120, 040503 (2018).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.120.040503

[23] Jing Liu, Haidong Yuan, Xiao-Ming Lu ja Xiaoguang Wang. "Kvantkaluri teabemaatriks ja mitmeparameetriline hinnang". Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 53, 023001 (2019).
https://doi.org/10.1088/1751-8121/ab5d4d

[24] Júlia Amorós-Binefa ja Jan Kołodyński. "Mürarikas aatomimagnetomeetria reaalajas". New Journal of Physics 23, 123030 (2021).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/ac3b71

[25] Marta Maria Marchese, Alessio Belenchia ja Mauro Paternostro. "Optomehaanil põhinev kvanthinnangu teooria kollapsimudelite jaoks". Entroopia 25 (2023).
https:///doi.org/10.3390/e25030500

[26] Harry L. Van Trees. "Tuvastamise, hindamise ja modulatsiooni teooria, I osa". Wiley-Interscience. (2001). 1 väljaanne.
https:///doi.org/10.1002/0471221082

[27] Pieter Bastiaan Ober. "Järjestusanalüüs: hüpoteesi testimine ja muutuspunkti tuvastamine". Journal of Applied Statistics 42, 2290–2290 (2015).
https:///doi.org/10.1080/02664763.2015.1015813

[28] Abraham Wald. "Järjekordne analüüs". Kulleri korporatsioon. (2004).

[29] Esteban Martínez Vargas, Christoph Hirche, Gael Sentís, Michalis Skotiniotis, Marta Carrizo, Ramon Muñoz Tapia ja John Calsamiglia. "Kvantjärjestikune hüpoteesi testimine". Phys. Rev. Lett. 126, 180502 (2021).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.180502

[30] Yonglong Li, Vincent YF Tan ja Marco Tomamichel. "Optimaalsed adaptiivsed strateegiad järjestikuse kvanthüpoteesi testimiseks". Kommunikatsioonid matemaatilises füüsikas 392, 993–1027 (2022).
https://doi.org/10.1007/s00220-022-04362-5

[31] Thomas M. Cover ja Joy A. Thomas. "Infoteooria elemendid (wiley seeriad telekommunikatsioonis ja signaalitöötluses)". Wiley-Interscience. USA (2006).

[32] A. Wald. "Statistiliste hüpoteeside järjestikused testid". The Annals of Mathematical Statistics 16, 117–186 (1945).
https:///doi.org/10.1214/aoms/1177731118

[33] Sergei Slussarenko, Morgan M. Weston, Jun-Gang Li, Nicholas Campbell, Howard M. Wiseman ja Geoff J. Pryde. "Kvantseisundi diskrimineerimine, kasutades minimaalset keskmist koopiate arvu". Physical Review Letters 118, 030502 (2017).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.118.030502

[34] A. Wald ja J. Wolfowitz. "Järjestikulise tõenäosussuhte testi optimaalne märk". The Annals of Mathematical Statistics 19, 326–339 (1948). url: https:///www.jstor.org/stable/2235638.
https:///www.jstor.org/stable/2235638

[35] Vjatšeslav P. Belavkin. "Lammutusmõõtmised, kvantstohhastiliste protsesside mittelineaarne filtreerimine ja dünaamiline programmeerimine". Austin Blaquiére, süsteemide modelleerimise ja juhtimise toimetaja. Lk 245–265. Springer Berlin Heidelberg, Berliin, Heidelberg (1989).

[36] Gopinath Kallianpur. "Stohhastilise filtreerimise teooria". 13. köide. Springer Science & Business Media. (2013).
https:///doi.org/10.1017/S0001867800031967

[37] Tyrone Edward Duncan. "Difusiooniprotsesside tõenäosustihedused mittelineaarse filtreerimise teooria ja tuvastamise teooria rakendustega". Stanfordi ülikool. (1967).

[38] Richard Edgar Mortensen. "Pideva aja stohhastiliste süsteemide optimaalne juhtimine". California Ülikool, Berkeley. (1966).

[39] Uroš Delić, Manuel Reisenbauer, Kahan Dare, David Grass, Vladan Vuletić, Nikolai Kiesel ja Markus Aspelmeyer. "Leviteeritud nanoosakese jahutamine liikuvasse kvant-põhiolekusse". Science 367, 892–895 (2020).
https:///doi.org/10.1126/science.aba3993

[40] Massimiliano Rossi, Luca Mancino, Gabriel T. Landi, Mauro Paternostro, Albert Schliesser ja Alessio Belenchia. "Entroopia tootmise eksperimentaalne hindamine pidevalt mõõdetavas mehaanilises resonaatoris". Phys. Rev. Lett. 125, 080601 (2020).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.080601

[41] AC Doherty ja K. Jacobs. "Kvantsüsteemide tagasiside juhtimine pideva olekuhinnangu abil". Phys. Rev. A 60, 2700–2711 (1999).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.60.2700

[42] Alessio Serafini. "Kvantpidevad muutujad: teoreetiliste meetodite aabits". CRC press. (2017).
https:///doi.org/10.1201/9781315118727

[43] Christian Weedbrook, Stefano Pirandola, Raúl García-Patron, Nicolas J. Cerf, Timothy C. Ralph, Jeffrey H. Shapiro ja Seth Lloyd. "Gaussi kvantteave". Rev. Mod. Phys. 84, 621–669 (2012).
https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.84.621

[44] Ludovico Lami Marco G. Genoni ja Alessio Serafini. "Tingimuslik ja tingimusteta Gaussi kvantdünaamika". Kaasaegne füüsika 57, 331–349 (2016).
https:///doi.org/10.1080/00107514.2015.1125624

[45] RE Kalman ja RS Bucy. "Uued tulemused lineaarse filtreerimise ja ennustamise teoorias". Journal of Basic Engineering 83, 95–108 (1961).
https:///doi.org/10.1115/1.3658902

[46] Marco Fanizza, Christoph Hirche ja John Calsamiglia. "Kvantmuutuspunktide kiireima tuvastamise ülimad piirangud". Physical Review Letters 131, 020602 (2023).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.020602

[47] Hannes Risken ja Hannes Risken. "Fokkeri-plancki võrrand". Springer. (1996).
https://doi.org/10.1007/978-3-642-61544-3

[48] A. Szorkovszky, AC Doherty, GI Harris ja WP Bowen. "Mehaaniline pigistamine parameetrilise võimenduse ja nõrga mõõtmise kaudu". Phys. Rev. Lett. 107, 213603 (2011).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.107.213603

[49] Andrew C. Doherty, A. Szorkovszky, GI Harris ja WP Bowen. "Ostsillaatori kvanttagasiside juhtimise kvanttrajektoori lähenemisviisi vaadati uuesti läbi." Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 370, 5338–5353 (2012).
https:///doi.org/10.1098/rsta.2011.0531

[50] Massimiliano Rossi, David Mason, Junxin Chen, Yeghishe Tsaturyan ja Albert Schliesser. "Mehaanilise liikumise mõõtmispõhine kvantjuhtimine". Nature 563, 53–58 (2018).
https://doi.org/10.1038/s41586-018-0643-8

[51] M. Bilkis. "Github". https:///github.com/matibilkis/qmonsprt (2020).
https:///github.com/matibilkis/qmonsprt

[52] D. Kazakos ja P. Papantoni-Kazakos. "Spektraalne kaugus mõõdab Gaussi protsesside vahel". IEEE Transactions on Automatic Control 25, 950–959 (1980).
https:///doi.org/10.1109/TAC.1980.1102475

[53] Alessio Fallani, Matteo AC Rossi, Dario Tamascelli ja Marco G. Genoni. "Kvantmetroloogia tagasiside kontrollistrateegiate õppimine". PRX Quantum 3, 020310 (2022).
https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.3.020310

Viidatud

See raamat on avaldatud Quantum all Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) litsents. Autoriõigus jääb algsetele autoriõiguste valdajatele, näiteks autoritele või nende institutsioonidele.

SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
PlatoData.Network Vertikaalne generatiivne Ai. Jõustage ennast. Juurdepääs siia.
PlatoAiStream. Web3 luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
PlatoESG. Süsinik, CleanTech, Energia, Keskkond päikeseenergia, Jäätmekäitluse. Juurdepääs siia.
PlatoTervis. Biotehnoloogia ja kliiniliste uuringute luureandmed. Juurdepääs siia.
Allikas: https://quantum-journal.org/papers/q-2024-03-20-1289/

Ajatempel: Märtsil 20, 2024

Ajatempel: Võib 4 2023

Pidevalt jälgitavate kvantsüsteemide hüpoteeside järjestikune testimine

Taasavaldanud Platon

Abstraktne

► BibTeX-i andmed

► Viited

Viidatud

Veel alates Quantum Journal

Adaptiivne pinnakood kvantvigade korrigeerimiseks ajutiste või püsivate defektide korral

Kvantsuse sügavust tõhusad tõendid

Kohomoloogia roll maagiliste olekutega kvantarvutamises

Variatsiooniliste kvantalgoritmide stohhastiliste optimeerijate latentsuskaalutlused

Fotooniline põimumine kiirendatud valgusega

100 erineva kvantkatse digitaalne avastamine PyTheusega

Fermioonide tootmine paisuva universumi piiril: külmaaatomi gravitatsioonianaloog

Millisekundilise elueaga väga taastatava aatomi footoni põimumise loomine ruumiliselt multipleksitud õõnsuse kaudu

Hajutamine kui kvantreservuaaride andmetöötluse ressurss

Pidevalt parameetritega kvantväravate proovi tõhus kontrollimine väikeste kvantprotsessorite jaoks

Meist

Vertikaalne otsing ja Ai

Platvorm

Püsi ühenduses

konto