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超越克拉美-罗界的量子计量协议非渐近分析

量子物理 2018-01-31 v3

摘要

量子计量学文献中的许多结果使用克拉美-罗界(Cramér-Rao bound)和费雪信息(Fisher information)来比较不同的量子估计策略。然而,这些工具的构建涉及若干假设,而这些局限性有时未被考虑。尽管利用该方法可以大幅简化问题并且在渐近意义下有效,但为了进行严格且公平的比较,我们需要采用更通用的途径。本工作中,我们基于贝叶斯推断的方法论来理解当克拉美-罗界不成立时会发生什么。特别地,我们量化了这些限制对广泛方案(包括常用于光学相位估计的那些方案)整体性能的影响。我们计算了使得克拉美-罗界成为有效近似所需的观测次数与最小先验知识。由于这些要求是依赖于状态的,当分析更为仔细地进行时,从标准方法得出的通常结论并非总是成立。这些结果对量子计量中理论与实验的分析具有重要启示。

关键词

引用

@article{arxiv.1707.05022,
  title  = {Non-asymptotic analysis of quantum metrology protocols beyond the Cram\'er-Rao bound},
  author = {Jesús Rubio and Paul Knott and Jacob Dunningham},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1707.05022},
  year   = {2018}
}

备注

12 pages, 4 figures, 1 table. Final version published in Journal of Physics Communications