Nonlocal quantum metrology based on entanglement and weak measurement
基于纠缠和弱测量的非局域量子计量
基本信息
- 批准号:20F20021
- 负责人:
- 金额:$ 1.47万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
- 财政年份:2020
- 资助国家:日本
- 起止时间:2020-04-24 至 2022-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
We formulate a Faraday interaction in the light-matter interface for evaluating the error, disturbance, and examine their uncertainty relations. We investigate various polarized light states, including coherent and squeezed coherent states. In the results, we observe the cyclic oscillations for the error and disturbance resulting from the Faraday rotation and spin rotation. This behavior is the imprint of the back-action effect on the spin system that disturbs (rotates) the spin on its Bloch sphere. Similarly, we investigate the case of polarization squeezed light using the phase-space approximation for the light, where the squeezing parameter takes place as a measurement strength together with the coupling between the light and the spin. We finally formulate the error-disturbance relations in these cases above and provide that the Heisenberg-Arthurs-Kelly uncertainty can be violated while the tight Branciard-Ozawa uncertainty always holds. Our analysis would contribute to the understanding of the error and disturbance as well as the uncertainty principle in the spin measurements under the atom-light interface framework.We also investigated the protocol of nonlocal, complete Bell state measurement using entangled meter. We implemented and demonstrated the protocol on the small-scale quantum computer (IBM-Q) and analyzed the fidelity of the measurement taking account of the existing error and noise of the gates and qubits used. The scheme makes it possible to implement the nonlocal, generalized Bell state measurement with variable measurement strength.
我们制定了一个法拉第相互作用的光-物质界面评估的错误,干扰,并检查它们的不确定性关系。我们研究了各种偏振光态,包括相干态和压缩相干态。在结果中,我们观察到的周期振荡的误差和干扰所造成的法拉第旋转和自旋旋转。这种行为是自旋系统上的反作用效应的印记,它会干扰(旋转)其布洛赫球上的自旋。同样,我们研究的情况下,偏振压缩光使用相空间近似的光,其中的压缩参数发生作为一个测量强度与光和自旋之间的耦合。最后,我们制定了这些情况下的误差扰动关系,并提供了海森伯-阿瑟-凯利不确定性可以被破坏,而紧Branciard-Ozawa不确定性始终成立。我们的分析将有助于理解在原子-光界面框架下自旋测量中的误差和扰动以及不确定性原理,并研究了利用纠缠计测量非定域完整Bell态的方案。我们在小型量子计算机(IBM-Q)上实现并演示了该协议,并考虑到所使用的门和量子比特的现有误差和噪声,分析了测量的保真度。该方案使测量强度可变的非局域、广义Bell态测量成为可能。
项目成果
期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Error-Disturbance relations in Faraday measurements
法拉第测量中的误差-干扰关系
- DOI:
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:山根聡一郎;Yajian Hu;木村直博;小畑慶人;Giordano Mattoni;Yongkai Li;Yugui Yao;Zhiwei Wang;Jingyuan Wang;Camron Farhang;Jin Xia;前野悦輝;米澤進吾;Le Bin Ho and Keiichi Edamatsu
- 通讯作者:Le Bin Ho and Keiichi Edamatsu
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- DOI:10.1088/1367-2630/abee3f
- 发表时间:2021-03
- 期刊:
- 影响因子:3.3
- 作者:P. Vidil;K. Edamatsu
- 通讯作者:P. Vidil;K. Edamatsu
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- DOI:10.1007/s11128-021-03144-7
- 发表时间:2020-07
- 期刊:
- 影响因子:2.5
- 作者:Kieu Quang Tuan;Hung Q. Nguyen;Le Bin Ho
- 通讯作者:Kieu Quang Tuan;Hung Q. Nguyen;Le Bin Ho
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- DOI:10.1140/epjqt/s40507-022-00126-1
- 发表时间:2021-11
- 期刊:
- 影响因子:5.3
- 作者:Duc-Manh Tran;Duy V. Nguyen;Bin Ho Le;Hung Q. Nguyen
- 通讯作者:Duc-Manh Tran;Duy V. Nguyen;Bin Ho Le;Hung Q. Nguyen
Measurement error and disturbance in the light-matter interactions,
光与物质相互作用中的测量误差和干扰,
- DOI:
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Pierre Vidil;Keiichi Edamatsu;Lee Jinhye (ed);Le Bin Ho and Keiichi Edamatsu
- 通讯作者:Le Bin Ho and Keiichi Edamatsu
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- DOI:
- 发表时间:
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