Certifier les informations quantiques de Fisher à partir d'un ensemble donné de valeurs moyennes : une approche de programmation semi-définie

Certifier les informations quantiques de Fisher à partir d'un ensemble donné de valeurs moyennes : une approche de programmation semi-définie

Guillem Muller-Rigat1, Anubhav Kumar Srivastava1, Stanisław Kurdziałek2, Grzegorz Rajchel-Mieldzioc1, Maciej Lewenstein1,3et une Irène Frérot4,5

1ICFO - Institut de Ciences Fotoniques, The Barcelona Institute of Science and Technology, 08860 Castelldefels (Barcelona), Espagne
2Faculté de physique, Université de Varsovie, Pasteura 5, 02-093 Warszawa, Pologne
3ICREA, p. Lluís Companys 23, 08010 Barcelone, Espagne
4Université Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, Institut Néel, 38000 Grenoble, France
5Laboratoire Kastler Brossel, Sorbonne Université, CNRS, Université de Recherche ENS-PSL, Collège de France, 4 Place Jussieu, 75005 Paris, France

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Abstract

Nous introduisons un algorithme de programmation semi-défini pour trouver les informations quantiques minimales de Fisher compatibles avec un ensemble de données arbitraires de valeurs moyennes. Cette tâche de certification permet de quantifier le contenu en ressources d'un système quantique pour des applications de métrologie sans connaissance complète de l'état quantique. Nous implémentons l'algorithme pour étudier les ensembles de spins quantiques. Nous nous concentrons d’abord sur les états de Dicke, où nos résultats remettent en question et complètent les résultats antérieurs de la littérature. Nous étudions ensuite les états générés au cours de la dynamique de torsion sur un axe, où nous constatons en particulier que la puissance métrologique des états cat à plusieurs têtes peut être certifiée à l'aide d'observables de spin collectifs simples, tels que les moments du quatrième ordre pour les petits systèmes. et des mesures de parité pour des tailles de système arbitraires.

Les systèmes quantiques peuvent être étudiés du point de vue de la ressource qu’ils représentent dans les applications de métrologie quantique. Cette ressource est quantifiée par ce que l'on appelle l'information quantique de Fisher (QFI). Dans ce travail, nous introduisons une technique mathématique pour quantifier le QFI minimal dans un scénario métrologique donné, compatible avec certaines valeurs moyennes mesurées données. Nous montrons que certaines expériences populaires sur les ensembles de spins permettent de préparer des états très utiles pour la métrologie, au-delà de ce qui était envisagé précédemment.

► Données BibTeX

► Références

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