Квантовое оценивание для квантовых технологий

Некоторые представляющие интерес в квантовой информатике величины, включая запутанность и чистоту, являются нелинейными функциями матрицы плотности и даже в принципе не могут соответствовать физическим квантовым наблюдаемым. Любой метод, предназначенный для определения значений этих величин, должен основываться на косвенных измерениях и, следовательно, сводится к задаче оценивания параметров, решение которой — определение наиболее точного оценивателя — неизбежно включает процедуру оптимизации. Мы рассматриваем локальную квантовую теорию оценивания и приводим явные формулы для симметричной логарифмической производной и квантовой информации Фишера для соответствующих семейств квантовых состояний. Оценимость параметра определяется через квантовое отношение сигнал/шум и число измерений, необходимых для достижения заданной относительной погрешности. Обсуждаются связи между процедурой оптимизации и геометрией квантово-статистических моделей. Наш анализ позволяет количественно оценить квантовый шум при измерениях необозримых величин и предоставляет инструменты для характеристики сигналов и устройств в квантовых технологиях.