Phase estimation based on quantum correlation beyond entanglement

Autor: Cordero Boronat, Oscar
Přispěvatelé: Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions, Pérez Torres, Juan
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
Popis: Les correlacions entre estats quàntics juguen un paper fonamental en moltes aplicacions de la tecnologia quàntica. Hi ha estats quàntics que tenen avantatges en diferents protocols, com l'estimació d'un paràmetre. Tot això, està directament relacionat amb la informació de Fisher o amb la informació quàntica de Fisher. Si aquesta informació és molt elevada, s'obté una gran precisió en l'estimació d'un paràmetre. L'entrellaçament d'un estat no és una bona mesura per comparar quanta informació de Fisher es té, ja que hi ha estats en què no hi ha entrellaçament i aquesta informació no és zero. Existeixen diferents mesures per a les correlacions d'estats quàntics. La primera aparició d'aquesta mesura va ser la "original Discord" al 2001. No obstant això, tot i presentar una bona correlació amb la informació de Fisher, es requereix una minimització de molts paràmetres. Van aparèixer versions alternatives de la "original Discord" com la "Geometric measure of Quantum Discord" i la "Local Quantum Uncertainty", que presenten un càlcul analític factible. Es mostrarà que aquestes mesures són equivalents per a sistemes de dimensions 2 x D però poden diferir per estats quàntics de diferents dimensions. Considerant exemples rellevants, veurem que no només són bons estimadors de correlacions no-clàssiques, sinó també mostren una bona relació entre aquestes correlacions i la informació de Fisher per protocols d'estimació de fase, proporcionant resultats semblants, com a mínim qualitativament, comparades amb altres mesures de "quantum Discord". Donada la facilitat en els seus càlculs per a sistemes de 2xD, la "geometric measure of quantum Discord" i la "Local Quantum Uncertainty", resulten ser mesures rellevants i computables de "quantum Discord". Las correlaciones entre estados cuánticos juegan un papel fundamental en muchas aplicaciones de la tecnología cuántica. Hay estados cuánticos que tienen ventajas en diferentes protocolos, como la estimación de un parámetro. Todo eso, está directamente relacionado con la información de Fisher o con la información cuántica de Fisher. Si esta información es muy elevada, se obtiene una gran precisión en la estimación del parámetro. El entrelazamiento de un estado no es una buena medida para comparar cuánta información de Fisher se tiene, ya que hay estados en los que no hay entrelazamiento y, sin embargo, esta información no es cero. Existen diferentes medidas para las correlaciones de estados cuánticos. La primera aparición de esta medida fue la "original Discord" en 2001. Sin embargo, a pesar de presentar una buena correlación con la información de Fisher, se requiere una minimización con respecto a muchos parámetros. Aparecieron versiones alternativas de la "original Discord" como la "Geometric measure of Quantum Discord" y la "Local Quantum Uncertainty", que presentan un cálculo analítico factible. Se mostrará que estas medidas son equivalentes para sistemas de dimensiones 2xD, pero pueden diferir para estados cuánticos de diferentes dimensiones. Considerando ejemplos relevantes, veremos que no solo son buenos estimadores de correlaciones no-clásicas, sino también muestran una buena relación entre éstas correlaciones y la información de Fisher para protocoles de estimación de fase, proporcionando resultados parecidos, como mínimo cualitativamente, comparadas con otras medidas de "quantum discord". Dada la facilidad en sus cálculos para sistemas de 2xD, la "geometric measure of quantum discord" y la "Local Quantum Uncertainty", resultan ser medidas relevantes y computables de "quantum discord". Correlations between quantum states play a fundamental role in many applications of quantum technology. There are quantum states that have advantages in different protocols, such as the estimation of a parameter. All that, is directly related to the Fisher information or quantum Fisher information. If this information is very high, then it is obtained a big precision in the parameter estimation. The entanglement of a state is not a correct measure to compare how much Fisher information one has, since there are states in which there is no entanglement, and yet this information is not zero. There are different measures for quantum state correlations. The first appearance of this measures was the original Discord in 2001. However, in spite of presenting a good correlation with Fisher Information, a minimization is required with respect to many parameters. Alternative versions of the quantum discord such as Geometric Measure of Quantum Discord and Local Quantum Uncertainty appeared, which presents a feasible analytical calculation. It will be shown that this measures are equivalent for systems of dimensions 2xD, but might differ for quantum states of different dimensions. By considering some relevant examples, it will be shown that not only they are useful quantifiers for non-classical correlations, but also show that they are useful for relate non-classical correlations with Fisher information of phase estimation protocols, providing similar results, at least qualitatively, than other measures of quantum discord. Given the easiness of its calculation for 2xD systems, the geometric measure of quantum discord, and the local quantum uncertainty, turns out to be relevant and computable measures of quantum discord.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: