Certificando as informações quânticas de Fisher a partir de um determinado conjunto de valores médios: uma abordagem de programação semidefinida

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Guillem Müller-Rigat¹, Anubhav Kumar Srivastava¹, Stanislaw Kurdziałek², Grzegorz Rajchel-Mieldzioć¹, Maciej Lewenstein^1,3 e Irenee Frérot^4,5

¹ICFO - Institut de Ciencies Fotoniques, Instituto de Ciência e Tecnologia de Barcelona, 08860 Castelldefels (Barcelona), Espanha
²Faculdade de Física, Universidade de Varsóvia, Pasteura 5, 02-093 Warszawa, Polônia
³ICREA, Pág. Lluís Companys 23, 08010 Barcelona, Espanha
⁴Univ Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, Institut Néel, 38000 Grenoble, França
⁵Laboratoire Kastler Brossel, Sorbonne Université, CNRS, ENS-PSL Research University, Collège de France, 4 Place Jussieu, 75005 Paris, França

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Sumário

Introduzimos um algoritmo de programação semidefinido para encontrar a informação quântica mínima de Fisher compatível com um conjunto de dados arbitrário de valores médios. Esta tarefa de certificação permite quantificar o conteúdo de recursos de um sistema quântico para aplicações metrológicas sem conhecimento completo do estado quântico. Implementamos o algoritmo para estudar conjuntos de spin quânticos. Primeiro nos concentramos nos estados de Dicke, onde nossas descobertas desafiam e complementam resultados anteriores na literatura. Em seguida, investigamos os estados gerados durante a dinâmica de torção de um eixo, onde, em particular, descobrimos que a potência metrológica dos chamados estados de gato multicabeças pode ser certificada usando observáveis de spin coletivo simples, como momentos de quarta ordem para sistemas pequenos. e medidas de paridade para tamanhos de sistema arbitrários.

Certificando as informações quânticas de Fisher a partir de um determinado conjunto de valores médios: uma abordagem de programação semidefinida PlatoBlockchain Data Intelligence. Pesquisa vertical. Ai.

Imagem em destaque: Dinâmica sob o célebre hamiltoniano de torção de um eixo. Comparação de várias estimativas do QFI, mostrando que os nossos novos métodos revelam mais utilidade metrológica do que anteriormente previsto, utilizando o mesmo conhecimento sobre o estado do sistema.

Resumo popular

Os sistemas quânticos podem ser investigados sob a perspectiva do recurso que representam em aplicações de metrologia quântica. Esse recurso é quantificado pela chamada informação quântica de Fisher (QFI). Neste trabalho, introduzimos uma técnica matemática para quantificar o QFI mínimo em um determinado cenário metrológico, compatível com alguns valores médios medidos. Mostramos que alguns experimentos populares em conjuntos de spin permitem preparar estados muito úteis para metrologia, além do que foi previsto anteriormente.

► dados BibTeX

@article{MullerRigat2023certifyingquantum, doi = {10.22331/q-2023-10-24-1152}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-10-24-1152}, title = {Certificando o quântica {F}isher informações de um determinado conjunto de valores médios: uma abordagem de programação semidefinida}, autor = {M{“{u}}ller-Rigat, Guillem e Srivastava, Anubhav Kumar e Kurdzia{l{}}ek, Stanis {l{}}aw e Rajchel-Mieldzio{'{c}}, Grzegorz e Lewenstein, Maciej e Fr{'{e}}rot, Ir{'{e}}n{'{e}}e}, diário = {{Quantum}}, issn = {2521-327X}, editor = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, volume = {7}, páginas = {1152} , mês = outubro, ano = {2023} }

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Fonte: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-10-24-1152/

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Certificando as informações quânticas de Fisher a partir de um determinado conjunto de valores médios: uma abordagem de programação semidefinida

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