論文の概要: In and out of equilibrium quantum metrology with mean-field quantum criticality

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.03189v2
• Date: Sun, 10 May 2020 22:36:32 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-13 05:33:28.668684
• Title: In and out of equilibrium quantum metrology with mean-field quantum criticality
• Title（参考訳）: 平均場量子臨界性を持つ平衡量子メトロロジー内外
• Authors: Sascha Wald, Saulo V. Moreira and Fernando L. Semi\~ao
• Abstract要約: 本稿では,集団遷移現象が量子力学プロトコルに与える影響について考察する。 単一球面量子スピン(SQS)は平均場レベルでの分析的な洞察を可能にするステレオタイプ玩具モデルとして機能する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 68.8204255655161
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We study the influence that collective transition phenomena have on quantum metrological protocols. The single spherical quantum spin (SQS) serves as stereotypical toy model that allows analytical insights on a mean-field level. First, we focus on equilibrium quantum criticality in the SQS and obtain the quantum Fisher information analytically, which is associated with the minimum lower bound for the precision of estimation of the parameter driving the phase transition. We compare it with the Fisher information for a specific experimental scenario where photoncounting-like measurements are employed. We find how quantum criticality and squeezing are useful resources in the metrological scenario. Second, we obtain the quantum Fisher information for the out of equilibrium transition in the dissipative non-equilibrium steady state (NESS), and investigate how the presence of dissipation affects the parameter estimation. In this scenario, it is known that the critical point is shifted by an amount which depends on the dissipation rate. This is used here to design high precision protocols for a whole range of the transition-driving parameter in the ordered phase. In fact, for certain values of the parameter being estimated, dissipation may be used to obtain higher precision when compared to the equilibrium scenario.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,集団遷移現象が量子力学プロトコルに与える影響について考察する。 単一球面量子スピン(SQS)は平均場レベルでの分析的な洞察を可能にするステレオタイプ玩具モデルとして機能する。 まず、SQSにおける平衡量子臨界度に着目し、位相遷移を駆動するパラメータの推定精度の最小値と関連する量子フィッシャー情報を解析的に取得する。 我々は、光子計数のような測定が用いられる特定の実験シナリオについて、フィッシャー情報と比較する。 量子臨界性とスクイージングは、メトロロジカルなシナリオにおいて有用な資源である。 第2に、放散非平衡定常状態(NESS)における平衡転移のアウトオブバランスの量子フィッシャー情報を取得し、放散の有無がパラメータ推定に与える影響について検討する。 このシナリオでは、臨界点は散逸率に依存する量によって変化することが知られている。 ここでは、順序付き位相における遷移駆動パラメータの全範囲の高精度プロトコルを設計するために使用される。 実際、推定されるパラメータの特定の値に対して、散逸は平衡シナリオと比較して高い精度を得るために用いられる。

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