هوش داده افلاطون
جستجوی عمودی و هوش مصنوعی

آزمون فرضیه های متوالی برای سیستم های کوانتومی با نظارت مداوم

تاریخ:

جولیو گاسباری1، ماتیاس بیلکیس1,2، الیزابت رودا-سالیچس1و جان کالسامیگلیا1

1Física Teòrica: Informació i Fenòmens Quàntics، Department de Física، Universitat Autònoma de Barcelona، 08193 Bellaterra (بارسلونا)، اسپانیا
2مرکز بینایی کامپیوتر، Universitat Autònoma de Barcelona، اسپانیا

این مقاله را جالب می دانید یا می خواهید بحث کنید؟ SciRate را ذکر کنید یا در SciRate نظر بدهید.

چکیده

ما یک سیستم کوانتومی را در نظر می گیریم که به طور مداوم در حال نظارت است و باعث ایجاد یک سیگنال اندازه گیری می شود. از چنین جریانی از داده ها، اطلاعاتی باید در مورد پویایی سیستم زیربنایی استنتاج شود. در اینجا ما بر روی مشکلات تست فرضیه تمرکز می کنیم و استفاده از استراتژی های متوالی را ارائه می کنیم که در آن سیگنال در زمان واقعی تجزیه و تحلیل می شود، و اجازه می دهد آزمایش به محض شناسایی فرضیه اساسی با احتمال موفقیت تجویز شده تایید شده به نتیجه برسد. ما عملکرد تست‌های متوالی را با مطالعه رفتار زمان توقف تجزیه و تحلیل می‌کنیم و مزیت قابل‌توجهی را نسبت به استراتژی‌های مورد استفاده در حال حاضر بر اساس زمان اندازه‌گیری از پیش تعیین‌شده ثابت نشان می‌دهیم.

► داده های BibTeX

◄ مراجع

[1] مارکوس آسپل مایر، توبیاس جی کیپنبرگ و فلوریان مارکوارت. "اپتومکانیک حفره". Rev. Mod. فیزیک 86، 1391–1452 (2014).
https://doi.org/​10.1103/​RevModPhys.86.1391

[2] جیمز میلن، تانیا اس مونتیرو، رابرت پتیت و نیک وامیواکاس. "اپتومکانیک با ذرات معلق". گزارش‌های پیشرفت در فیزیک 83، 026401 (2020).
https://doi.org/​10.1088/​1361-6633/​ab6100

[3] جان کیچینگ، سونیا کنپه، و الیزابت آ. دانلی. "سنسورهای اتمی - بررسی". IEEE Sensors Journal 11، 1749-1758 (2011).
https://doi.org/​10.1109/​JSEN.2011.2157679

[4] دیمیتری بودکر و مایکل رومالیس "مگنت سنجی نوری". Nature Physics 3, 227-234 (2007).
https://doi.org/​10.1038/​nphys566

[5] بی بی لی، لینگ فنگ او، یوچن لی و یونگ چون لیو. "حسگر اپتومکانیکی حفره". Nanophotonics 10, 2799–2832 (2021).
https://doi.org/​10.1515/nanoph-2021-0256

[6] پاردیپ کومار، توشار بیسواس، کریستین فلیز، رینا کاناموتو، ام.-اس. چانگ، آناند ک. جا، و ام. باتاچاریا. "حسگر اپتومکانیکی حفره و دستکاری یک جریان پایدار اتمی". فیزیک کشیش لِت 127, 113601 (2021).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.127.113601

[7] Shabir Barzanjeh، André Xuereb، Simon Gröblacher، Mauro Paternostro، Cindy A. Regal و Eva M. Weig. "اپتومکانیک برای فناوری های کوانتومی". Nature Physics 18، 15-24 (2022).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41567-021-01402-0

[8] جان کیچینگ. ” دستگاه های اتمی در مقیاس تراشه ” . بررسی های فیزیک کاربردی 5, 031302 (2018).
https://doi.org/​10.1063/​1.5026238

[9] BP و همکاران ابوت. "مشاهده امواج گرانشی از ادغام دوتایی سیاهچاله". فیزیک کشیش لِت 116, 061102 (2016).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.116.061102

[10] مورگان دبلیو میچل و سیلوانا پالاسیوس آلوارز. "کلوکیوم: محدودیت های کوانتومی برای وضوح انرژی حسگرهای میدان مغناطیسی". Rev. Mod. فیزیک 92, 021001 (2020).
https://doi.org/​10.1103/​RevModPhys.92.021001

[11] Mingkang Wang، Diego J. Perez-Morelo، Georg Ramer، Georges Pavlidis، Jeffrey J. Schwartz، Liya Yu، Robert Ilic، Andrea Centrone و Vladimir A. Aksyuk. "غلبه بر نویز حرارتی در اندازه گیری سیگنال دینامیکی توسط یک حسگر اپتومکانیکی حفره ای نانوساخته". Science Advances 9, eadf7595 (2023).
https://doi.org/​10.1126/​sciadv.adf7595

[12] اچ ام وایزمن و جی میلبرن. "نظریه کوانتومی اندازه گیری میدان-مربع". فیزیک Rev. A 47, 642-662 (1993).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevA.47.642

[13] هوارد ام وایزمن و جرارد جی میلبرن. اندازه گیری و کنترل کوانتومی انتشارات دانشگاه کمبریج. (2009).
https://doi.org/​10.1017/​CBO9780511813948

[14] استفان فورستنر، یواخیم کنیتل، ایون شریدان، جان دی. سوآیم، هالینا روبینشتاین-دانلوپ، و وارویک پی بوون. "حساسیت و عملکرد سنسورهای میدان اپتومکانیکی حفره". حسگرهای فوتونیک 2، 259-270 (2012).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s13320-012-0067-2

[15] مانکی تسانگ. "آزمایش فرضیه کوانتومی مستمر". فیزیک کشیش لِت 108, 170502 (2012).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.108.170502

[16] سورن گاممارک و کلاوس مولمر "استنتاج پارامتر بیزی از سیستم های کوانتومی به طور مداوم نظارت شده". فیزیک Rev. A 87, 032115 (2013).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevA.87.032115

[17] کرت جیکوبز "نظریه اندازه گیری کوانتومی و کاربردهای آن". انتشارات دانشگاه کمبریج. (2014).

[18] کلاوس مولمر. "آزمون فرضیه با سیستم های کوانتومی باز". Physical Review Letters 114, 040401 (2015).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.114.040401

[19] فرانچسکو آلبارلی، متئو ای سی روسی، متئو جی ای پاریس و مارکو جی جنونی. "محدودیت های نهایی برای مغناطیس سنجی کوانتومی از طریق اندازه گیری های پیوسته زمان". مجله جدید فیزیک 19, 123011 (2017).
https://doi.org/​10.1088/​1367-2630/​aa9840

[20] الکساندر هولم کیلریش و کلاوس مولمر. "آزمایش فرضیه با یک سیستم کوانتومی به طور مداوم". بررسی فیزیکی A 98, 022103 (2018).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevA.98.022103

[21] جیسون اف. رالف، مارکو توروس، سایمون ماسکل، کرت جیکوبز، مداسار رشید، اشلی جی. ستتر و هندریک اولبریخت. "انتخاب مدل پویا در نزدیکی مرز کوانتومی کلاسیک". فیزیک Rev. A 98, 010102 (2018).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevA.98.010102

[22] ریکاردو جیمنز-مارتینز، یان کولودینسکی، چاریکلیا ترولینو، ویتو جیووانی لوسیرو، جیا کونگ، و مورگان دبلیو میچل. "ردیابی سیگنال فراتر از وضوح زمانی سنسور اتمی با فیلتر کالمن". فیزیک کشیش لِت 120, 040503 (2018).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.120.040503

[23] جینگ لیو، هایدونگ یوان، شیائو مینگ لو و شیائوگوانگ وانگ. "ماتریس اطلاعات فیشر کوانتومی و تخمین چند پارامتری". مجله فیزیک الف: ریاضی و نظری 53, 023001 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8121/​ab5d4d

[24] جولیا آموروس بینفا و یان کولودینسکی. "مگنت سنجی اتمی پر سر و صدا در زمان واقعی". مجله جدید فیزیک 23, 123030 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​ac3b71

[25] مارتا ماریا مارکس، آلسیو بلنچیا و مائورو پاترنوسترو. "نظریه تخمین کوانتومی مبتنی بر اپتومکانیک برای مدل‌های فروپاشی". آنتروپی 25 (2023).
https://doi.org/​10.3390/​e25030500

[26] درختان هری ال. "تئوری تشخیص، تخمین و مدولاسیون، بخش اول". Wiley-Interscience. (2001). 1 نسخه.
https://doi.org/​10.1002/​0471221082

[27] پیتر باستیان اوبر. "تحلیل متوالی: آزمون فرضیه و تشخیص نقطه تغییر". Journal of Applied Statistics 42, 2290-2290 (2015).
https://doi.org/​10.1080/​02664763.2015.1015813

[28] آبراهام والد "تحلیل متوالی". شرکت پیک. (2004).

[29] استبان مارتینز وارگاس، کریستوف هیرشه، گائل سنتیس، میکالیس اسکوتینیوتس، مارتا کاریزو، رامون مونوز تاپیا و جان کالسامیگلیا. "آزمون فرضیه ترتیبی کوانتومی". فیزیک کشیش لِت 126, 180502 (2021).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.126.180502

[30] یونگ لانگ لی، وینسنت وای اف تان، و مارکو تومایکل. "راهبردهای تطبیقی ​​بهینه برای آزمون فرضیه کوانتومی متوالی". ارتباطات در فیزیک ریاضی 392، 993-1027 (2022).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-022-04362-5

[31] Thomas M. Cover و Joy A. Thomas. "عناصر نظریه اطلاعات (سری وایلی در مخابرات و پردازش سیگنال)". وایلی-اینترساینس. ایالات متحده آمریکا (2006).

[32] الف والد. “آزمون های متوالی فرضیه های آماری”. The Annals of Mathematical Statistics 16, 117 – 186 (1945).
https://doi.org/​10.1214/​aoms/​1177731118

[33] سرگئی اسلوسارنکو، مورگان ام. وستون، جون گانگ لی، نیکلاس کمپبل، هوارد ام. وایزمن و جف جی پراید. "تبعیض حالت کوانتومی با استفاده از حداقل میانگین تعداد کپی". Physical Review Letters 118, 030502 (2017).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.118.030502

[34] A. Wald و J. Wolfowitz. "شخصیت بهینه آزمون نسبت احتمال متوالی". The Annals of Mathematical Statistics 19, 326-339 (1948). آدرس اینترنتی: https://www.jstor.org/​stable/​2235638.
https://www.jstor.org/​stable/​2235638

[35] ویاچسلاو پی بلاوکین. "اندازه گیری های غیر تخریب، فیلتر غیرخطی و برنامه ریزی پویا فرآیندهای تصادفی کوانتومی". در Austin Blaquiére، ویرایشگر، مدل سازی و کنترل سیستم ها. صفحات 245-265. اسپرینگر برلین هایدلبرگ، برلین، هایدلبرگ (1989).

[36] گوپینات کالیانپور. "نظریه فیلتر تصادفی". جلد 13. Springer Science & Business Media. (2013).
https://doi.org/​10.1017/​S0001867800031967

[37] تایرون ادوارد دانکن "چگالی احتمال برای فرآیندهای انتشار با کاربردهای تئوری فیلتر غیرخطی و نظریه تشخیص". دانشگاه استنفورد. (1967).

[38] ریچارد ادگار مورتنسن "کنترل بهینه سیستم های تصادفی زمان پیوسته". دانشگاه کالیفرنیا، برکلی. (1966).

[39] اوروش دلیچ، مانوئل رایزن باوئر، کاهان دره، دیوید گراس، ولادان وولتیچ، نیکولای کیزل و مارکوس آسپل مایر. "خنک شدن نانوذره معلق به حالت پایه کوانتومی متحرک". Science 367, 892-895 (2020).
https://doi.org/​10.1126/​science.aba3993

[40] ماسیمیلیانو روسی، لوکا مانچینو، گابریل تی لندی، مائورو پاترنوسترو، آلبرت شلیسر و آلسیو بلنچیا. "ارزیابی تجربی تولید آنتروپی در یک تشدید کننده مکانیکی با اندازه گیری مداوم". فیزیک کشیش لِت 125, 080601 (2020).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.125.080601

[41] AC Doherty و K. Jacobs. "کنترل بازخورد سیستم های کوانتومی با استفاده از تخمین حالت پیوسته". فیزیک Rev. A 60, 2700–2711 (1999).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevA.60.2700

[42] آلسیو سرافینی. "متغیرهای پیوسته کوانتومی: آغازگر روش های نظری". پرس CRC. (2017).
https://doi.org/​10.1201/​9781315118727

[43] کریستین ویدبروک، استفانو پیراندولا، رائول گارسیا-پاترون، نیکلاس جی سرف، تیموتی سی رالف، جفری اچ شاپیرو، و ست لوید. اطلاعات کوانتومی گاوسی Rev. Mod. فیزیک 84، 621-669 (2012).
https://doi.org/​10.1103/​RevModPhys.84.621

[44] Ludovico Lami Marco G. Genoni و Alessio Serafini. دینامیک کوانتومی گاوسی مشروط و بدون قید و شرط فیزیک معاصر 57، 331-349 (2016).
https://doi.org/​10.1080/​00107514.2015.1125624

[45] RE Kalman و RS Bucy. "نتایج جدید در فیلتر خطی و نظریه پیش بینی". مجله مهندسی پایه 83، 95-108 (1961).
https://doi.org/​10.1115/​1.3658902

[46] مارکو فنیزا، کریستوف هیرشه و جان کالسامیگلیا. "محدودیت های نهایی برای سریع ترین تشخیص نقطه تغییر کوانتومی". نامه های بررسی فیزیکی 131، 020602 (2023).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.131.020602

[47] هانس ریسکن و هانس ریسکن. معادله فوکر پلانک اسپرینگر. (1996).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-642-61544-3

[48] A. Szorkovszky، AC Doherty، GI Harris، و WP Bowen. "فشردن مکانیکی از طریق تقویت پارامتریک و اندازه گیری ضعیف". فیزیک کشیش لِت 107, 213603 (2011).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.107.213603

[49] اندرو سی. دوهرتی، آ. سورکوفسکی، جی آی هریس، و دبلیو پی بوون. "رویکرد مسیر کوانتومی برای کنترل بازخورد کوانتومی یک نوسانگر بازبینی شد". معاملات فلسفی انجمن سلطنتی الف: علوم ریاضی، فیزیک و مهندسی 370، 5338-5353 (2012).
https://doi.org/​10.1098/​rsta.2011.0531

[50] ماسیمیلیانو روسی، دیوید میسون، یونشین چن، یقیشه تساتوریان و آلبرت شلیسر. "کنترل کوانتومی حرکت مکانیکی مبتنی بر اندازه گیری". Nature 563, 53-58 (2018).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41586-018-0643-8

[51] M. Bilkis. "گیتهاب". https://github.com/​matibilkis/​qmonsprt (2020).
https://github.com/​matibilkis/qmonsprt

[52] D. Kazakos و P. Papantoni-Kazakos. اندازه گیری فاصله طیفی بین فرآیندهای گاوسی. IEEE Transactions on Automatic Control 25, 950–959 (1980).
https://doi.org/​10.1109/​TAC.1980.1102475

[53] آلسیو فالانی، متئو ای سی روسی، داریو تاماچلی و مارکو جی. جنونی. "یادگیری استراتژی های کنترل بازخورد برای مترولوژی کوانتومی". PRX Quantum 3, 020310 (2022).
https://doi.org/​10.1103/​PRXQuantum.3.020310

ذکر شده توسط

نقطه_img

جدیدترین اطلاعات

نقطه_img

چت با ما

سلام! چگونه می توانم به شما کمک کنم؟