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受限量子控制下噪声量子测量的极限

量子物理 2024-10-23 v2

摘要

海森堡极限(HL,估计误差按1/n1/n缩放)和标准量子极限(SQL,1/n\propto 1/\sqrt{n})是估计nn份量子通道中未知参数的两个基本极限,并且可以通过完全量子控制(例如量子纠错QEC)实现。然而,在QEC不可用的受限量子设备中(例如仅具有酉控制或有限系统尺寸),这些极限是否仍然可达尚不清楚。在本快报中,我们发现了在受限控制下估计量子比特通道的各种新极限。HL被证明在各种情况下不可达,表明实现HL需要QEC。此外,确定了达到SQL的充要条件,其中识别出一种单量子比特酉控制协议对于某些类型的噪声通道可以达到SQL,而对于其他情况,则证明了估计误差的恒定下限。提供了该酉协议的一个实际例子。

关键词

引用

@article{arxiv.2402.18765,
  title  = {Limits of noisy quantum metrology with restricted quantum controls},
  author = {Sisi Zhou},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2402.18765},
  year   = {2024}
}

备注

36 pages, 2 figures, published version