Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > astro-ph > arXiv:2507.12228

帮助 | 高级搜索

天体物理学 > 宇宙学与非星系天体物理学

arXiv:2507.12228 (astro-ph)
[提交于 2025年7月16日 ]

标题: 宇宙学参数的量子估计

标题: Quantum estimation of cosmological parameters

Authors:Michał Piotrak, Thomas Colas, Ana Alonso-Serrano, Alessio Serafini
摘要: 理解未来宇宙学实验在多大程度上能够重建产生原初不均匀性的机制,是评估宇宙学能在多大程度上指导基本物理的关键。 在本工作中,我们将一种量子计量工具——量子费舍尔信息——应用于描述暴胀结束时宇宙扰动的压缩量子态。 这量化了在理想获取早期宇宙信息的情况下参数估计的最终精度。 通过将量子费舍尔信息与其经典对应项——仅从曲率扰动功率谱测量(同相测量)中得出的——进行比较,我们评估当前观测距离这一量子极限有多远。 聚焦于张量-标量比作为一个案例研究,我们发现随着模式在视界外经历的e-fold数增加,经典和量子费舍尔信息之间的差距呈指数增长。 这表明存在一个高效(但目前无法获得)的最优测量。 相反,我们证明访问暴胀扰动的衰减模式是指数级提高张量-标量比推断的必要条件(但不是充分条件)。
摘要: Understanding how well future cosmological experiments can reconstruct the mechanism that generated primordial inhomogeneities is key to assessing the extent to which cosmology can inform fundamental physics. In this work, we apply a quantum metrology tool - the quantum Fisher information - to the squeezed quantum state describing cosmological perturbations at the end of inflation. This quantifies the ultimate precision achievable in parameter estimation, assuming ideal access to early-universe information. By comparing the quantum Fisher information to its classical counterpart - derived from measurements of the curvature perturbation power spectrum alone (homodyne measurement) - we evaluate how close current observations come to this quantum limit. Focusing on the tensor-to-scalar ratio as a case study, we find that the gap between classical and quantum Fisher information grows exponentially with the number of e-folds a mode spends outside the horizon. This suggests the existence of a highly efficient (but presently inaccessible) optimal measurement. Conversely, we show that accessing the decaying mode of inflationary perturbations is a necessary (but not sufficient) condition for exponentially improving the inference of the tensor-to-scalar ratio.
评论: 27页(不含附录)(总计41页),3幅图
主题: 宇宙学与非星系天体物理学 (astro-ph.CO) ; 广义相对论与量子宇宙学 (gr-qc); 量子物理 (quant-ph)
引用方式: arXiv:2507.12228 [astro-ph.CO]
  (或者 arXiv:2507.12228v1 [astro-ph.CO] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2507.12228
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Michal Piotrak [查看电子邮件]
[v1] 星期三, 2025 年 7 月 16 日 13:40:46 UTC (1,119 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
quant-ph
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-07
切换浏览方式为:
astro-ph
astro-ph.CO
gr-qc

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号