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相对熵相干度量量化贝叶斯计量学中的性能

量子物理 2024-07-08 v2

摘要

量子态处于叠加态的能力是使其区别于经典世界的关键特征之一。这种“相干性”由资源理论严格量化,该理论旨在理解如何利用这些特性于量子技术中。关于相干性资源理论能揭示量子计量学什么信息,已有大量研究,几乎全部是从费舍尔信息的视角出发。然而,我们证明了相对熵相干性及其最近对 POVM 的推广,自然地量化了贝叶斯计量学的性能。特别地,我们展示了如何将相干性度量应用于态系综。然后我们证明,在参数估计过程中,系综相对熵相干性等于所获得的信息与最优 Holevo 信息之间的差值。我们将此关系称为 CXI 等式。系综相干性使我们能够可视化有多少信息被锁定在给定测量方案无法访问的叠加态中,并量化通过对多个态使用联合测量所能获得的优势。我们的结果无论参数如何编码在态中都成立,涵盖了幺正、耗散和离散设置。我们同时考虑了投影测量和一般的 POVM。这项工作为量子资源理论的研究提出了新方向,为相对熵相干性及其 POVM 推广提供了新颖的操作性解释,并引入了一种新工具来研究量子特征在计量学中的作用。

关键词

引用

@article{arxiv.2401.16020,
  title  = {The relative entropy of coherence quantifies performance in Bayesian metrology},
  author = {Ruvi Lecamwasam and Syed M Assad and Joseph J Hope and Ping Koy Lam and Jayne Thompson and Mile Gu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2401.16020},
  year   = {2024}
}

备注

10 pages main + 4 pages supplementary