Certificazione dell'informazione quantistica di Fisher da un dato insieme di valori medi: un approccio di programmazione semidefinito

Certificazione dell'informazione quantistica di Fisher da un dato insieme di valori medi: un approccio di programmazione semidefinito

Timestamp: 24 ottobre 2023 11:51

Guillem Müller-Rigat1, Anubhav Kumar Srivastava1, Stanisław Kurdziałek2, Grzegorz Rajchel-Mieldzioć1, Maciej Lewenstein1,3e Irénée Frerot4,5

1ICFO - Institut de Ciencies Fotoniques, The Barcelona Institute of Science and Technology, 08860 Castelldefels (Barcellona), Spagna
2Facoltà di Fisica, Università di Varsavia, Pasteura 5, 02-093 Warszawa, Polonia
3ICREA, pag. Lluís Companys 23, 08010 Barcellona, ​​Spagna
4Univ Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, Institut Néel, 38000 Grenoble, Francia
5Laboratoire Kastler Brossel, Università della Sorbona, CNRS, Università di ricerca ENS-PSL, Collège de France, 4 Place Jussieu, 75005 Parigi, Francia

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Astratto

Introduciamo un algoritmo di programmazione semidefinita per trovare le informazioni quantistiche minime di Fisher compatibili con un set di dati arbitrario di valori medi. Questo compito di certificazione consente di quantificare il contenuto di risorse di un sistema quantistico per applicazioni metrologiche senza una conoscenza completa dello stato quantistico. Implementiamo l'algoritmo per studiare gli insiemi di spin quantistici. Ci concentreremo innanzitutto sugli stati di Dicke, dove i nostri risultati sfidano e integrano i risultati precedenti in letteratura. Investigheremo quindi gli stati generati durante la dinamica di torsione ad un asse, dove in particolare scopriamo che il potere metrologico dei cosiddetti stati del gatto a più teste può essere certificato utilizzando semplici osservabili di spin collettivo, come i momenti del quarto ordine per piccoli sistemi e misurazioni di parità per dimensioni di sistema arbitrarie.

Certificazione delle informazioni quantistiche di Fisher da un dato insieme di valori medi: un approccio di programmazione semidefinito PlatoBlockchain Data Intelligence. Ricerca verticale. Ai.

Immagine in primo piano: Dinamica sotto la celebre hamiltoniana con torsione su un asse. Confronto di varie stime del QFI, che mostra che i nostri nuovi metodi rivelano una maggiore utilità metrologica di quanto precedentemente previsto utilizzando la stessa conoscenza sullo stato del sistema.

Riepilogo popolare

I sistemi quantistici possono essere studiati dal punto di vista della risorsa che rappresentano nelle applicazioni di metrologia quantistica. Questa risorsa è quantificata dalla cosiddetta informazione quantistica di Fisher (QFI). In questo lavoro, introduciamo una tecnica matematica per quantificare il QFI minimo in un dato scenario metrologico, compatibile con alcuni valori medi misurati. Mostriamo che alcuni esperimenti popolari sugli insiemi di spin consentono di preparare stati molto utili per la metrologia, oltre quanto precedentemente previsto.

► dati BibTeX

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