ICEPPセミナー共同研究

センターが取り組む国際共同実験だけでなく、様々な研究プロジェクトから国内外の研究者を講師に招き、不定期で開催しています。最先端の興味深い物理テーマを直接詳しく聞くことができます。

“Necessary and sufficient condition for unbiased estimation: application to metrology and learnability of general channel”

Speaker:Dr. Hyukgun Kwon(The University of Chicago, Liang Jiang group, PD)
Date:Thursday, 3 April, 2025
Time:4:30pm-5:30pm JST(lecture + Q&A)
Place:Lecture room 414, Faculty of Science Bldg.1(4F)

Abstract:
We establish the necessary and sufficient conditions for unbiased estimation in multi-parameter estimation tasks. More specifically, we first consider quantum state estimation, where multiple parameters are encoded in a quantum state, and derive two equivalent necessary and sufficient conditions for an unbiased estimation: one formulated in terms of the quantum Fisher information matrix (QFIM) and the other based on the derivatives of the encoded state. Furthermore, we introduce a generalized quantum Cram\'er-Rao bound, which provides a fundamental achievable lower bound on the estimation error even when the QFIM is non-invertible. To demonstrate the utility of our framework, we consider phase estimation under unknown Pauli noise. We show that while unbiased phase estimation is infeasible with a naive scheme, employing an entangled probe with a noiseless ancilla enables unbiased estimation. Next, we extend our analysis to quantum channel estimation (equivalently, quantum channel learning), where the goal is to estimate parameters characterizing an unknown quantum channel. We establish the necessary and sufficient condition for unbiased estimation of these parameters. Notably, by interpreting unbiased estimation as learnability, our result applies to the fundamental learnability of parameters in general quantum channels. As a concrete application, we investigate the learnability of noise affecting non-Clifford gates via cycle benchmarking.

2025年度
Dr. Hyukgun Kwon
The University of Chicago
Necessary and sufficient condition for unbiased estimation: application to metrology and learnability of general channel 2025年4月3日
2024年度
Dr. Akira Miyazaki
CNRS/IN2P3/IJCLab Universite Paris-Saclay
Quantum dark optics of axions: how can dark matter axion generate quantized photons?

資料PDF(7MB)

2024年12月23日
Dr. Juergen Reuter
DESY
Multiboson Physics for BSM searches @ LHC & Future Colliders

資料PDF(39MB)

2024年11月18日
Dr. Gianluca Cavoto
University of Roma “La Sapienza”and INFN
Search for the X17 particle in 7Li(p,e+e-)8Be processes with the MEG-II detector

資料PDF(14MB)

2024年11月13日
Dr. Caroline Fengler
Karlsruhe Institute of Technology
Looking beyond the Standard Model with KATRIN - The neutrino mass and New Physics searches

資料PDF(43MB)

2024年10月28日
2023年度
Dr. H. Thankful Cromartie
U.S. Naval Research Laboratory
Detecting Gravitational Waves With Pulsar Timing: Updates from NANOGrav and the IPTA 2024年2月27日
Prof. Gregor Kasieczka
University of Hamburg
The surrogate revolution: Generative models for fast detector simulation & more

資料PDF(59MB)

2024年1月12日
Dr. Le Hoang Nguyen
University of Hamburg
Result of BRASS-p searches for Hidden Photon Dark Matter 2023年12月8日
Dr. Jorge de Blas
University of Granada
Prof. Roman Poeschl
IJCLab, Orsay
Global SMEFT Interpretation & Impact to Precision Measurements at future Higgs Factories

Dr. Blas 資料PDF(53MB)


Detector challenges and R&D roadmap for future Higgs Factories

Prof. Poeschl 資料PDF(14MB)

2023年12月5日
宮﨑 彬
CNRS/IN2P3/IJCLab Universite Paris-Saclay
SPring-8 円形加速器を用いた背景重力波探索

資料PDF(15MB)

2023年11月2日
Prof. Jianglai Liu, Prof. Ning Zhou and Prof. Ke Han
Shanghai Jiao Tong University
TDLI's quest to infinity

Prof. Liu 資料PDF(8MB)

Prof. Zhou 資料PDF(4MB)

Prof. Han 資料PDF(11MB)

2023年10月2日
音野 瑛俊
九州大学
FASER実験による衝突型加速器が生成するニュートリノの初観測と新粒子の探索

資料PDF(10MB)

2023年8月10日
Michael Doser
CERN
Quantum Sensing for (low and high energy) particle physics

資料PDF(15MB)

2023年8月3日
幡谷 龍一郎
理化学研究所
行列式点過程の機械学習への応用 2023年6月2日
2022年度
Jenny List
DESY
Why should you care about the next collider now?

資料PDF(56MB)

2023年3月31日
Tobias Golling
University of Geneva
Generative models - opportunities in particle physics

資料PDF(23MB)

2023年3月31日
Andre Sopczak
Czech Technical University in Prague
Event Signatures with Light-Lepton Pairs and Taus at the LHC

資料PDF(17MB)

2023年3月15日
Tao Han
Pittsburg University
High Energy Physics Under The Higgs Lamppost 2023年2月20日
白川 知功
理化学研究所
テンソルネットワーク法を基にした量子回路化法 2023年2月8日
岩崎 昌子
大阪公立大学
大型加速器を用いた素粒子実験への機械学習適用

資料PDF(9MB)

2022年11月18日
山本 直樹
慶應義塾大学
量子機械学習の難しさと可能性 2022年11月14日
宮﨑 彬
ウプサラ大学
Axion search in the meV range via millimetre waves - plasma haloscope and coherent detection techniques 2022年10月28日
Krzysztof Piotrzkowski
UC Louvain
Two-photon pair production at high energy colliders

資料PDF(6MB)

2022年9月14日
Randall W. Gladen
東京大学
Improving the abilities of HPGe detectors with machine learning and applications to positron-based spectroscopy

資料PDF(21MB)

2022年5月24日
2021年度
新田 龍海
ワシントン大学
ADMX experiment - Realization of “invisible” axion dark matter search with quantum amplifiers

資料PDF(58MB)

2021年12月21日
Panagiotis Spentzouris
Fermilab Quantum Institute
The Fermilab Quantum Science and Technology Program

資料PDF(37MB)

2021年11月18日
2020年度
Stefan Knirck
Max Planck Institute for Physics
Axion Searches - Experimental Review and Status of MADMAX 2020年11月30日
風間 慎吾
名古屋大学素粒子宇宙起源研究所
Observation of Excess Electronic Recoil Events in XENON1T 2020年7月8日
2019年度
Ping Yeh
Google Santa Barbara
Google's quantum computer and pursuit of quantum supremacy

資料PDF(12MB)

2019年9月25日
2018年度
竹本 享史
日立製作所
Hitachi CMOS Annealing Machine: Present Status and Future Prospect 2019年2月12日
Wim Lavrijsen
LBNL
Heather Gray
UC Berkeley/LBNL
Introduction to Quantum Computing
Recent developments in quantum computing and its application to high-energy physics
2019年2月8日
Paolo Francavilla
Universita & INFN Pisa
Rui Zou
University of Chicago
Observation of the Higgs boson decay to bottom quarks: A journey into the quest, and prospects for the next challenges,
Searching for Invisible Couplings to the Higgs Boson with the ATLAS Detector in Run II
2018年12月3日
Philippe Schune
Universite Paris - Saclay
Micromegas detectors for the ATLAS NSW for the LHC upgrade 2018年6月15日
Isabelle Wingerter
CERN, LAPP
The ATLAS upgrade for high luminosity LHC

資料PDF(74MB)

2018年5月7日
Maximilian J Swiatlowski
University of Chicago
SUSY search, Jet-substructure etc for quark/gluon separation, A new detector for the LHC called MilliQan

資料PDF(43MB)

2018年4月11日
2017年度
長谷川 慧
Fermilab
LHC-CMS experiment -- commissioning and operation in 2017, and prospect for 2018 2017年12月22日
Peter Geltenbort
Institut Laue-Langevin
News from the ILL ultracold neutron physics program 2017年6月28日
Ioannis Giomataris
CEA-Saclay
Trends in gaseous particle detectors and new physics

資料PDF(33MB)

2017年4月10日
Fernando Barreiro
Simone Campana
CERN
ATLAS computing: the LHC Run-2 experience
Software and computing evolution: the HL-LHC challenge
2017年4月6日
2016年度
Vera Luth
SLAC
A challenge to Lepton Universality in B→D(*)τν Decays 2017年3月31日
Daniel Froidevaux
CERN
Precision measurements of the Standard Model parameters at the LHC using Drell-Yan production of W and Z bosons: current status and plans for the future 2017年3月22日
Rafael C. Lopes de Sa
Fermilab
Electroweak measurements at CMS and the status of the SM 2017年1月13日
Douglas M. Gingrich
University of Alberta
Collider searches for non-perturbative low-scale gravity states

資料PDF(2MB)

2016年6月7日
Michael Benedikt
Frank Zimmermann
CERN
Future Circular Colliders

資料PDF(8MB)

2016年5月23日
吉村 太彦
笹尾 登
岡山大学
Neutrino pair and photon beam for fundamental physics 2016年4月28日
2015年度
Felix Sefkow
DESY
Imaging calorimeters for precision physics at the ILC

資料PDF(46MB)

2016年3月11日
Klaus Stefan Kirch
スイス連邦工科大学チューリッヒ校
Precision particle physics at PSI

資料PDF(8MB)

2016年2月18日
Till Eifert
CERN
Searches for the supersymmetric partner of the top quark with the ATLAS Detector 2015年10月19日
高橋 悠太
CERN
CMS recent results & Higgs CP study using H->tau tau final state

資料PDF(5MB)

2015年10月2日
灰野 禎一
台湾中央研究院物理研究所
The new results from Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) 2015年9月9日
2014年度
Brian Petersen
CERN
Supersymmetry after LHC run 1

資料PDF(16MB)

2015年3月16日
Heather Gray
CERN
The Art of the Impossible: Probing challenging Higgs channels at the LHC

資料PDF(18MB)

2015年2月12日
吉村 太彦
笹尾 登
岡山大学
ニュートリノ質量分光計画:理論と実験の進捗状況 2014年7月23日
高橋 史宜
東北大学
Implications of BICEP2 for cosmology and particle physics

資料PDF(9MB)

2014年4月16日
小栗 秀悟
KEK
CMB偏光観測実験「GroundBIRD」

資料PPT(46MB)

2014年4月16日
齋藤 智之
東京大学
Belle実験におけるb→s gammaの研究 2014年4月15日
2013年度
中島 康博
Lawrence Berkeley
National Laboratory
Daya Bay原子炉ニュートリノ実験における反電子ニュートリノ消失の精密測定 2013年10月9日
Ian Bird
CERN
Petabyte-scale computing for the LHC 2013年10月4日
Jan Strube
CERN
SiD - a detector for the ILC 2013年9月18日
本間 謙輔
広島大学
真空量子光学 2013年4月17日
藤原 真琴
TRIUMF & University of Calgary
反物質で探る時空の物理:反水素原子の閉じ込めと分光 2013年4月5日
2012年度
Anatael Cabrera
IN2P3, APC Laboratory CNRS/IN2P3 Universite Paris
Reactor θ13: the Ultimate Measurement? 2012年12月5日
Dmitri Denisov
Fermilab
Experiments at the Tevatron from the discovery of the top quark to the evidence for the Higgs boson

資料PDF(9MB)

2012年11月8日
今里 純
KEK
J-PARC 実験:K中間子崩壊によるレプトンユニバーサリティの破れの探索

資料PDF(9MB)

2012年6月28日
2011年度
江成 祐二
LPNHE Paris Universites VI & VII
LAr Electromagnetic Calorimeter and Photon Physics 2012年3年22日
末包 文彦
東北大学
Double Chooz実験によるニュートリノ振動解析の最新結果

資料PDF(35MB)

2011年11月17日
細谷 裕
大阪大学
余剰次元におけるゲージ・ヒッグス統合とLHCでのシグナル

資料PDF(12MB)

2011年4月14日
渡利 泰山
東京大学
LHCと超弦理論の接点 2011年4月7日
2010年度
Anateal Cabrera
IN2P3/CNRS-APC
The Double Chooz Far Detector: almost ready 2010年12月1日
Peter Geltenbort
Institut Laue-Langevin
Probing Early Universe Particle Physics with Neutrons at the Institut Laue-Langevin 2010年4月5日