Sürekli izlenen kuantum sistemleri için sıralı hipotez testleri

Sürekli izlenen kuantum sistemleri için sıralı hipotez testleri

Zaman Damgası: 20 Mart 2024 11:08
Sürekli izlenen kuantum sistemleri için sıralı hipotez testi PlatoBlockchain Veri Zekası. Dikey Arama. Ai.

Giulio Gasbarri1, Matias Bilkis1,2, Elisabet Roda-Salichs1ve John Calsamiglia1

1Fizik Bölümü: Informació i Fenòmens Quàntics, Física Bölümü, Universitat Autònoma de Barcelona, ​​08193 Bellaterra (Barselona), İspanya
2Bilgisayarlı Görme Merkezi, Universitat Autònoma de Barcelona, ​​İspanya

Bu makaleyi ilginç mi buldunuz yoksa tartışmak mı istiyorsunuz? SciRate'e çığlık at veya yorum bırak.

Özet

Sürekli olarak izlenen ve bir ölçüm sinyali oluşturan bir kuantum sistemi düşünüyoruz. Böyle bir veri akışından, temeldeki sistemin dinamikleri hakkında bilgi çıkarılması gerekir. Burada hipotez testi sorunlarına odaklanıyoruz ve sinyalin gerçek zamanlı olarak analiz edildiği sıralı stratejilerin kullanımını ortaya koyuyoruz; bu, altta yatan hipotez sertifikalı bir öngörülen başarı olasılığı ile tanımlanabildiği anda deneyin sonuçlandırılmasına olanak tanıyor. Durma süresi davranışını inceleyerek sıralı testlerin performansını analiz ediyoruz; bu, önceden belirlenmiş sabit bir ölçüm süresine dayalı olarak halihazırda kullanılan stratejilere göre önemli bir avantaj sağlıyor.

► BibTeX verileri

► Referanslar

[1] Markus Aspelmeyer, Tobias J. Kippenberg ve Florian Marquardt. “Boşluk optomekaniği”. Rev. Mod. Fizik. 86, 1391–1452 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.86.1391

[2] James Millen, Tania S Monteiro, Robert Pettit ve A Nick Vamivakas. "Havaya kaldırılan parçacıklarla optomekanik". Fizikte İlerleme Raporları 83, 026401 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1361-6633 / ab6100

[3] John Kitching, Svenja Knappe ve Elizabeth A. Donley. “Atomik sensörler – bir inceleme”. IEEE Sensörler Dergisi 11, 1749–1758 (2011).
https://​/​doi.org/​10.1109/​JSEN.2011.2157679

[4] Dmitry Budker ve Michael Romalis. “Optik manyetometri”. Doğa Fiziği 3, 227–234 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphys566

[5] Bei-Bei Li, Lingfeng Ou, Yuechen Lei ve Yong-Chun Liu. “Boşluk optomekanik algılama”. 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 ve M. Bhattacharya. "Boşluk optomekanik algılama ve atomik kalıcı akımın manipülasyonu". Fizik. Rahip Lett. 127, 113601 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.113601

[7] Shabir Barzanjeh, André Xuereb, Simon Gröblacher, Mauro Paternostro, Cindy A. Regal ve Eva M. Weig. “Kuantum teknolojileri için optomekanik”. Doğa Fiziği 18, 15–24 (2022).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41567-021-01402-0

[8] John Kitching. “Çip ölçekli atomik cihazlar”. Uygulamalı Fizik İncelemeleri 5, 031302 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.5026238

[9] BP ve arkadaşları Abbott. "İkili kara delik birleşmesinden kaynaklanan yerçekimi dalgalarının gözlemlenmesi". Fizik. Rahip Lett. 116, 061102 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.116.061102

[10] Morgan W. Mitchell ve Silvana Palacios Alvarez. “Koleksiyon: Kuantum, manyetik alan sensörlerinin enerji çözünürlüğünü sınırlar”. Rev. Mod. Fizik. 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 ve Vladimir A. Aksyuk. "Nanofabrik boşluklu optomekanik sensör ile dinamik sinyal ölçümünde termal gürültüyü yenmek". Bilim Gelişmeleri 9, eadf7595 (2023).
https://​/​doi.org/​10.1126/​sciadv.adf7595

[12] HM Wiseman ve GJ Milburn. “Alan kareleme ölçümlerinin kuantum teorisi”. Fizik. Rev. A 47, 642–662 (1993).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.47.642

[13] Howard M Wiseman ve Gerard J Milburn. “Kuantum ölçümü ve kontrolü”. Cambridge Üniversitesi Yayınları. (2009).
https: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9780511813948

[14] Stefan Forstner, Joachim Knittel, Eoin Sheridan, Jon D. Swaim, Halina Rubinsztein-Dunlop ve Warwick P. Bowen. “Kavite optomekanik alan sensörlerinin hassasiyeti ve performansı”. Fotonik Sensörler 2, 259–270 (2012).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s13320-012-0067-2

[15] Mankei Tsang. "Sürekli kuantum hipotez testi". Fizik. Rahip Lett. 108, 170502 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.108.170502

[16] Søren Gammelmark ve Klaus Mølmer. "Sürekli izlenen kuantum sistemlerden Bayes parametre çıkarımı". Fizik. Rev. A 87, 032115 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.87.032115

[17] Kurt Jacobs. “Kuantum ölçüm teorisi ve uygulamaları”. Cambridge Üniversitesi Yayınları. (2014).

[18] Klaus Mølmer. “Açık Kuantum Sistemleriyle Hipotez Testi”. Fiziksel İnceleme Mektupları 114, 040401 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.114.040401

[19] Francesco Albarelli, Matteo AC Rossi, Matteo GA Paris ve Marco G Genoni. "Zaman-sürekli ölçümler yoluyla kuantum manyetometrisi için nihai sınırlar". Yeni Fizik Dergisi 19, 123011 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / aa9840

[20] Alexander Holm Kilerich ve Klaus Mølmer. “Sürekli izlenen bir kuantum sistemi ile hipotez testi”. Fiziksel İnceleme 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 ve Hendrik Ulbricht. "Kuantum-klasik sınıra yakın dinamik model seçimi". Fizik. 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 ve Morgan W. Mitchell. "Kalman filtreleme yoluyla atomik sensörün zaman çözünürlüğünün ötesinde sinyal takibi". Fizik. Rahip Lett. 120, 040503 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.040503

[23] Jing Liu, Haidong Yuan, Xiao-Ming Lu ve Xiaoguang Wang. "Kuantum balıkçı bilgi matrisi ve çok parametreli tahmin". Journal of Physics A: Matematiksel ve Teorik 53, 023001 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8121/​ab5d4d

[24] Júlia Amorós-Binefa ve Jan Kołodyński. "Gerçek zamanlı gürültülü atomik manyetometri". Yeni Fizik Dergisi 23, 123030 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​ac3b71

[25] Marta Maria Marchese, Alessio Belenchia ve Mauro Paternostro. "Çökme modelleri için optomekanik tabanlı kuantum tahmin teorisi". Entropi 25 (2023).
https: / / doi.org/ 10.3390 / e25030500

[26] Harry L. Van Ağaçları. “Algılama, Tahmin ve Modülasyon Teorisi, Bölüm I”. Wiley-Interscience. (2001). 1 baskı.
https: / / doi.org/ 10.1002 / 0471221082

[27] Pieter Bastiaan Ober. "Sıralı analiz: hipotez testi ve değişim noktası tespiti". Uygulamalı İstatistik Dergisi 42, 2290–2290 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 02664763.2015.1015813

[28] İbrahim Wald. "Sıralı analiz". Kurye Şirketi. (2004).

[29] Esteban Martínez Vargas, Christoph Hirche, Gael Sentís, Michalis Skotiniotis, Marta Carrizo, Ramon Muñoz Tapia ve John Calsamiglia. “Kuantum sıralı hipotez testi”. Fizik. Rahip Lett. 126, 180502 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.126.180502

[30] Yonglong Li, Vincent YF Tan ve Marco Tomamichel. "Sıralı kuantum hipotez testi için en uygun uyarlanabilir stratejiler". Matematiksel Fizikte İletişim 392, 993–1027 (2022).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-022-04362-5

[31] Thomas M. Cover ve Joy A. Thomas. "Bilgi teorisinin unsurları (telekomünikasyon ve sinyal işlemede Wiley serisi)". Wiley-Interscience. ABD (2006).

[32] A. Wald. “İstatistiksel Hipotezlerin Sıralı Testleri”. Annals of Mathematical İstatistik 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 ve Geoff J. Pryde. “Minimum Ortalama Kopya Sayısını Kullanarak Kuantum Durum Ayrımcılığı”. Fiziksel İnceleme Mektupları 118, 030502 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.118.030502

[34] A. Wald ve J. Wolfowitz. “Ardışık Olasılık Oranı Testinin Optimum Karakteri”. Annals of Mathematical İstatistik 19, 326–339 ​​(1948). URL: https://​/​www.jstor.org/​stable/​2235638.
https: / / www.jstor.org/ kararlı / 2235638

[35] Viacheslav P. Belavkin. "Yıkımsız ölçümler, doğrusal olmayan filtreleme ve kuantum stokastik süreçlerin dinamik programlanması". Austin Blaquiére'de, editör, Sistemlerin Modellenmesi ve Kontrolü. Sayfalar 245–265. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg (1989).

[36] Gopinath Kallianpur. “Stokastik filtreleme teorisi”. Cilt 13. Springer Bilim ve İşletme Medyası. (2013).
https: / / doi.org/ 10.1017 / S0001867800031967

[37] Tyrone Edward Duncan. "Doğrusal olmayan filtreleme teorisi ve tespit teorisine yönelik uygulamalarla difüzyon süreçleri için olasılık yoğunlukları". Stanford Üniversitesi. (1967).

[38] Richard Edgar Mortensen. "Sürekli zamanlı stokastik sistemlerin optimal kontrolü". Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley. (1966).

[39] Uroš Delić, Manuel Reisenbauer, Kahan Dare, David Grass, Vladan Vuletić, Nikolai Kiesel ve Markus Aspelmeyer. "Havaya kaldırılan bir nanopartikülün hareketli kuantum temel durumuna soğutulması". Bilim 367, 892–895 (2020).
https:/​/​doi.org/10.1126/​science.aba3993

[40] Massimiliano Rossi, Luca Mancino, Gabriel T. Landi, Mauro Paternostro, Albert Schliesser ve Alessio Belenchia. "Sürekli ölçülen bir mekanik rezonatörde entropi üretiminin deneysel değerlendirmesi". Fizik. Rahip Lett. 125, 080601 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.080601

[41] AC Doherty ve K. Jacobs. "Sürekli durum tahmini kullanılarak kuantum sistemlerinin geri bildirim kontrolü". Fizik. Rev. A 60, 2700–2711 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.60.2700

[42] Alessio Serafini. “Kuantum sürekli değişkenleri: Teorik yöntemlerin bir astarı”. CRC'ye basın. (2017).
https: / / doi.org/ 10.1201 / 9781315118727

[43] Christian Weedbrook, Stefano Pirandola, Raúl García-Patrón, Nicolas J. Cerf, Timothy C. Ralph, Jeffrey H. Shapiro ve Seth Lloyd. "Gauss kuantum bilgisi". Mod. fizik 84, 621–669 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.84.621

[44] Ludovico Lami Marco G. Genoni ve Alessio Serafini. "Koşullu ve koşulsuz Gauss kuantum dinamiği". Çağdaş Fizik 57, 331–349 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 00107514.2015.1125624

[45] RE Kalman ve RS Bucy. “Doğrusal Filtreleme ve Tahmin Teorisinde Yeni Sonuçlar”. Temel Mühendislik Dergisi 83, 95–108 (1961).
https: / / doi.org/ 10.1115 / 1.3658902

[46] Marco Fanizza, Christoph Hirche ve John Calsamiglia. “En Hızlı Kuantum Değişim Noktası Tespiti için Nihai Sınırlar”. Fiziksel İnceleme Mektupları 131, 020602 (2023).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.131.020602

[47] Hannes Risken ve Hannes Risken. “Fokker-planck denklemi”. Springer. (1996).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-642-61544-3

[48] A. Szorkovszky, AC Doherty, GI Harris ve WP Bowen. "Parametrik amplifikasyon ve zayıf ölçüm yoluyla mekanik sıkma". Fizik. Rahip Lett. 107, 213603 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.107.213603

[49] Andrew C. Doherty, A. Szorkovszky, GI Harris ve WP Bowen. "Bir osilatörün kuantum geri besleme kontrolüne kuantum yörünge yaklaşımı yeniden gözden geçirildi". Royal Society A'nın Felsefi İşlemleri: Matematiksel, Fiziksel ve Mühendislik Bilimleri 370, 5338–5353 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1098 / rsta.2011.0531

[50] Massimiliano Rossi, David Mason, Junxin Chen, Yeghishe Tsaturyan ve Albert Schliesser. "Mekanik hareketin ölçüm tabanlı kuantum kontrolü". Doğa 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 ve P. Papantoni-Kazakos. "Gauss süreçleri arasındaki spektral mesafe ölçümleri". Otomatik Kontrolde IEEE İşlemleri 25, 950–959 (1980).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TAC.1980.1102475

[53] Alessio Fallani, Matteo AC Rossi, Dario Tamascelli ve Marco G. Genoni. “Kuantum metrolojisi için geri bildirim kontrol stratejilerini öğrenmek”. PRX Kuantum 3, 020310 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.3.020310

Alıntılama

Bu Makale, Quantum'da Creative Commons Atıf 4.0 Uluslararası (CC BY 4.0) lisans. Telif hakkı, yazarlar veya kurumları gibi orijinal telif hakkı sahiplerine aittir.

Zaman Damgası:

Den fazla Kuantum Günlüğü