בדיקת השערות רציפה עבור מערכות קוונטיות המנוטרות באופן רציף

בדיקת השערות רציפה עבור מערכות קוונטיות המנוטרות באופן רציף

בדיקת השערות רציפה עבור מערכות קוונטיות בפיקוח רציף של PlatoBlockchain Data Intelligence. חיפוש אנכי. איי.

ג'וליו גסברי1, מטיאס בילקיס1,2, אליזבת רודה-סליצ'ס1, וג'ון קלסאמיגליה1

1Física Teòrica: Informació i Fenòmens Quàntics, Department de Física, Universitat Autònoma de Barcelona, ​​08193 Bellaterra (ברצלונה), ספרד
2מרכז ראייה ממוחשבת, Universitat Autònoma de Barcelona, ​​ספרד

מצא את העיתון הזה מעניין או רוצה לדון? סקייט או השאירו תגובה ב- SciRate.

תַקצִיר

אנו רואים מערכת קוונטית המנוטרת באופן רציף, המולידה אות מדידה. מזרם נתונים כזה, צריך להסיק מידע על הדינמיקה של המערכת הבסיסית. כאן אנו מתמקדים בבעיות בדיקת השערות ומציגים את השימוש באסטרטגיות רציפות שבהן האות מנותח בזמן אמת, מה שמאפשר לסיים את הניסוי ברגע שניתן לזהות את ההשערה הבסיסית עם הסתברות מוסמכת להצלחה שנקבעה. אנו מנתחים את הביצועים של בדיקות עוקבות על ידי לימוד התנהגות בזמן העצירה, ומציגים יתרון ניכר על פני אסטרטגיות הנמצאות בשימוש כעת המבוססות על זמן מדידה קבוע מראש.

► נתוני BibTeX

► הפניות

[1] מרקוס אספלמייר, טוביאס ג'יי קיפנברג ופלוריאן מרקורדט. "אופטומכניקת חלל". כומר מוד. פיזי. 86, 1391–1452 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.86.1391

[2] ג'יימס מילן, טניה ס מונטירו, רוברט פטיט ו-A Nick Vamivakas. "אופטומכניקה עם חלקיקים מרחפים". דוחות על התקדמות בפיזיקה 83, 026401 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1361-6633 / ab6100

[3] ג'ון קיצ'ינג, סווניה קנאפה ואליזבת א. דונלי. "חיישנים אטומיים - סקירה". IEEE Sensors Journal 11, 1749–1758 (2011).
https:/​/​doi.org/​10.1109/​JSEN.2011.2157679

[4] דמיטרי בודקר ומייקל רומאליס. "מגנטומטריה אופטית". טבע פיזיקה 3, 227–234 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphys566

[5] Bei-Bei Li, Lingfeng Ou, Yuechen Lei, ו-Yong-Chun Liu. "חישה אופטו-מכאנית של חלל". Nanophotonics 10, 2799–2832 (2021).
https://doi.org/ 10.1515/nanoph-2021-0256

[6] פארדיפ קומאר, טושאר ביזוואז, כריסטיאן פליז, רינה קנאמוטו, מ.-ס. צ'אנג, אנאנד ק' ג'ה ומ' בהטצ'ריה. "חישה אופטו-מכאנית של חלל ומניפולציה של זרם אטומי מתמשך". פיזי. הכומר לט. 127, 113601 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.113601

[7] Shabir Barzanjeh, André Xuereb, Simon Gröblacher, Mauro Paternostro, Cindy A. Regal, and Eva M. Weig. "אופטומכניקה לטכנולוגיות קוונטיות". טבע פיזיקה 18, 15–24 (2022).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41567-021-01402-0

[8] ג'ון קיצ'ינג. "מכשירים אטומיים בקנה מידה שבב". Applied Physics Reviews 5, 031302 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.5026238

[9] BP וחב' אבוט. "תצפית על גלי כבידה ממיזוג חור שחור בינארי". פיזי. הכומר לט. 116, 061102 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.116.061102

[10] מורגן וו. מיטשל וסילוואנה פאלאסיוס אלוורז. "קולוקוויום: מגבלות קוונטיות לרזולוציית האנרגיה של חיישני שדה מגנטי". כומר מוד. פיזי. 92, 021001 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.92.021001

[11] Mingkang Wang, דייגו J. Perez-Morelo, Georg Ramer, Georges Pavlidis, Jeffrey J. Schwartz, Liya Yu, Robert Ilic, Andrea Centrone, ולדימיר A. Aksyuk. "מכה רעש תרמי במדידת אות דינמית על ידי חיישן אופטו-מכני של חלל ננו-מיוצר". Science Advances 9, eadf7595 (2023).
https:/​/​doi.org/​10.1126/​sciadv.adf7595

[12] HM ויסמן וג'יי ג'יי מילבורן. "תורת הקוונטים של מדידות שדה-מרובע". פיזי. Rev. A 47, 642–662 (1993).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.47.642

[13] הווארד מ. וויזמן וג'רארד ג'יי מילבורן. "מדידה ובקרה קוונטית". עיתונות אוניברסיטת קיימברידג'. (2009).
https: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9780511813948

[14] סטפן פורסטנר, יואכים קניטל, עאוין שרידן, ג'ון ד' סוואים, הלינה רובינסשטיין-דנלופ ווורוויק פ' בואן. "רגישות וביצועים של חיישני שדה אופטו-מכאניים של חלל". Photonic Sensors 2, 259–270 (2012).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s13320-012-0067-2

[15] מנקיי צאנג. "בדיקת היפותזה קוונטית מתמשכת". פיזי. הכומר לט. 108, 170502 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.108.170502

[16] סורן גמלמרק וקלאוס מולמר. "הסקת פרמטר בייסיאני ממערכות קוונטיות מנוטרות ברציפות". פיזי. ר' א 87, 032115 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.87.032115

[17] קורט ג'ייקובס. "תורת המדידה הקוונטית ויישומיה". הוצאת אוניברסיטת קיימברידג'. (2014).

[18] קלאוס מולמר. "בדיקת השערות עם מערכות קוונטיות פתוחות". מכתבי סקירה פיזית 114, 040401 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.114.040401

[19] פרנצ'סקו אלברלי, מתאו AC רוסי, מתאו ג.א. פריז ומרקו ג'י ג'וני. "גבולות אולטימטיביים למגנטומטריה קוונטית באמצעות מדידות רציפות בזמן". New Journal of Physics 19, 123011 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / aa9840

[20] אלכסנדר הולם קיילריך וקלאוס מולמר. "בדיקת השערות עם מערכת קוונטית מפוקחת באופן רציף". סקירה פיזית A 98, 022103 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.022103

[21] ג'ייסון פ. ראלף, מרקו טורוש, סיימון מסקל, קורט ג'ייקובס, מודאסר ראשיד, אשלי ג'יי סטר והנדריק אולברייט. "בחירת מודל דינמי ליד הגבול הקוונטי-קלאסי". פיזי. ר' א 98, 010102 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.010102

[22] Ricardo Jiménez-Martínez, Jan Kolodyński, Charikleia Troullinou, Vito Giovanni Lucivero, Jia Kong, and Morgan W. Mitchell. "מעקב אחר אותות מעבר לרזולוציית הזמן של חיישן אטומי על ידי סינון קלמן". פיזי. הכומר לט. 120, 040503 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.040503

[23] ג'ינג ליו, היידונג יואן, שיאו-מינג לו ושיאוגואנג וואנג. "מטריצת מידע דייג קוונטית ואומדן רב פרמטרים". כתב עת לפיזיקה א': מתמטי ותיאורטי 53, 023001 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8121/​ab5d4d

[24] יוליה אמורוס-בינפה ויאן קולודינסקי. "מגנטומטריה אטומית רועשת בזמן אמת". New Journal of Physics 23, 123030 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​ac3b71

[25] מרתה מריה מרקזה, אלסיו בלנצ'יה ומאורו פטרנוסטרו. "תיאוריית האמידה הקוונטית המבוססת על אופטומכניקה עבור מודלים של קריסה". אנטרופיה 25 (2023).
https: / / doi.org/ 10.3390 / e25030500

[26] הארי ל. ואן טריס. "תורת האיתור, האומדן והאפנון, חלק א'". Wiley-Interscience. (2001). מהדורה 1.
https: / / doi.org/ 10.1002 / 0471221082

[27] פיטר בסטיאן אובר. "ניתוח רציף: בדיקת השערות וזיהוי נקודת שינוי". Journal of Applied Statistics 42, 2290–2290 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 02664763.2015.1015813

[28] אברהם ולד. "ניתוח רציף". תאגיד שליחים. (2004).

[29] אסטבן מרטינס ורגאס, כריסטוף הירצ'ה, גאל סנטיס, מיכליס סקוטיניוטיס, מרטה קאריזו, רמון מוניוז טאפיה וג'ון קלסאמיגליה. "בדיקת השערות קוונטיות ברצף". פיזי. הכומר לט. 126, 180502 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.126.180502

[30] יונגלונג לי, וינסנט YF Tan, ומרקו טומיכל. "אסטרטגיות הסתגלות אופטימליות לבדיקת השערות קוונטיות עוקבות". תקשורת בפיזיקה מתמטית 392, 993–1027 (2022).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-022-04362-5

[31] תומאס מ. קאבר וג'וי א. תומאס. "אלמנטים של תורת המידע (סדרת ויילי בטלקומוניקציה ועיבוד אותות)". Wiley-Interscience. ארה"ב (2006).

[32] א ולד. "בדיקות עוקבות של השערות סטטיסטיות". דברי הימים של סטטיסטיקה מתמטית 16, 117 – 186 (1945).
https: / / doi.org/ 10.1214 / aoms / 1177731118

[33] סרגיי סלוסרנקו, מורגן מ. ווסטון, ג'ון-גאנג לי, ניקולס קמפבל, הווארד מ. ויסמן וג'וף ג'יי פרייד. "אפליית מצב קוונטית באמצעות המספר הממוצע המינימלי של עותקים". מכתבי סקירה פיזית 118, 030502 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.118.030502

[34] א' ולד וג' וולפוביץ. "האופי האופטימלי של מבחן יחס ההסתברות הרציף". The Annals of Mathematical Statistics 19, 326–339 ​​(1948). כתובת אתר: https://www.jstor.org/​stable/​2235638.
https: / / www.jstor.org/ stable / 2235638

[35] ויאצ'סלב פ' בלבקין. "מדידות ללא הריסה, סינון לא ליניארי ותכנות דינמי של תהליכים סטוכסטיים קוונטיים". ב-Austin Blaquiére, עורך, מידול ובקרה של מערכות. עמודים 245–265. שפרינגר ברלין היידלברג, ברלין, היידלברג (1989).

[36] גופינת קליאנפור. "תיאוריית הסינון הסטוכסטי". כרך 13. Springer Science & Business Media. (2013).
https: / / doi.org/ 10.1017 / S0001867800031967

[37] טיירון אדוארד דאנקן. "צפיפות הסתברות לתהליכי דיפוזיה עם יישומים לתיאוריית סינון לא ליניארי ולתאוריית הגילוי". אוניברסיטת סטנפורד. (1967).

[38] ריצ'רד אדגר מורטנסן. "שליטה אופטימלית במערכות סטוכסטיות בזמן רציף". אוניברסיטת קליפורניה, ברקלי. (1966).

[39] אורוש דליץ', מנואל רייזנבאואר, קאהאן דרה, דיוויד גראס, ולאדן ווולטיץ', ניקולאי קיזל ומרקוס אספמייר. "קירור של ננו-חלקיק מרחף למצב הקרקע הקוונטי התנועתי". מדע 367, 892–895 (2020).
https://doi.org/​10.1126/​science.aba3993

[40] מסימיליאנו רוסי, לוקה מנצ'ינו, גבריאל ט. לנדי, מאורו פטרנוסטרו, אלברט שליסר ואלסיו בלנצ'יה. "הערכה נסיונית של ייצור אנטרופיה במהוד מכני הנמדד ברציפות". פיזי. הכומר לט. 125, 080601 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.080601

[41] AC דוהרטי וק' ג'ייקובס. "בקרת משוב של מערכות קוונטיות באמצעות הערכת מצב רציפה". פיזי. Rev. A 60, 2700–2711 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.60.2700

[42] אלסיו סרפיני. "משתנים רציפים קוונטיים: יסוד של שיטות תיאורטיות". לחץ על CRC. (2017).
https: / / doi.org/ 10.1201 / 9781315118727

[43] כריסטיאן ווידברוק, סטפנו פירנדולה, ראול גרסיה-פטרון, ניקולס ג'יי סרף, טימותי סי ראלף, ג'פרי ה. שפירו וסת' לויד. "מידע קוונטי גאוסי". כומר מוד. פיזי. 84, 621–669 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.84.621

[44] לודוביקו לאמי מרקו ג' גנוני ואלסיו סרפיני. "דינמיקה קוונטית גאוסית מותנית ובלתי מותנית". פיזיקה עכשווית 57, 331–349 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 00107514.2015.1125624

[45] RE קלמן ו-RS Bucy. "תוצאות חדשות בתיאוריית הסינון והניבוי ליניארי". כתב עת להנדסה בסיסית 83, 95–108 (1961).
https: / / doi.org/ 10.1115 / 1.3658902

[46] מרקו פאניצה, כריסטוף הירש וג'ון קלסמיגליה. "המגבלות האולטימטיביות לזיהוי נקודות השינוי הקוונטי המהיר ביותר". מכתבי סקירה פיזית 131, 020602 (2023).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.131.020602

[47] הנס ריסקן והנס ריסקן. "משוואת פוקר-פלאנק". ספרינגר. (1996).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-642-61544-3

[48] A. Szorkovszky, AC Doherty, GI Harris ו-WP Bowen. "סחיטה מכנית באמצעות הגברה פרמטרית ומדידה חלשה". פיזי. הכומר לט. 107, 213603 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.107.213603

[49] אנדרו סי דוהרטי, A. Szorkovszky, GI Harris, ו-WP Bowen. "גישת המסלול הקוונטי לבקרת משוב קוונטי של מתנד שנבדקה מחדש". עסקאות פילוסופיות של החברה המלכותית א': מדעי מתמטיקה, פיזיקה והנדסה 370, 5338–5353 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1098 / rsta.2011.0531

[50] מסימיליאנו רוסי, דייוויד מייסון, ג'ונקסין צ'ן, ישישה צטוריאן ואלברט שליסר. "בקרה קוונטית מבוססת מדידה של תנועה מכנית". טבע 563, 53–58 (2018).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41586-018-0643-8

[51] מ' בילקיס. "Github". https://​/​github.com/​matibilkis/​qmonsprt (2020).
https:/​/​github.com/​matibilkis/​qmonsprt

[52] ד' קזאקוס ופ' פפאנטוני-קזאקוס. "מדידות מרחק ספקטרלי בין תהליכים גאוסים". IEEE Transactions on Automatic Control 25, 950–959 (1980).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TAC.1980.1102475

[53] אלסיו פאלאני, מתאו איי.סי רוסי, דריו טמאצ'לי ומרקו ג'י גנוני. "לימוד אסטרטגיות בקרת משוב עבור מטרולוגיה קוונטית". PRX Quantum 3, 020310 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.3.020310

מצוטט על ידי

בול זמן:

עוד מ יומן קוונטים