論文の概要: Adiabatic Sensing Technique for Optimal Temperature Estimation using Trapped Ions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.08915v1
• Date: Wed, 16 Dec 2020 12:58:08 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-20 11:22:39.194022
• Title: Adiabatic Sensing Technique for Optimal Temperature Estimation using Trapped Ions
• Title（参考訳）: 捕捉イオンを用いた最適温度推定のための断熱センシング技術
• Authors: Aleksandrina V. Kirkova, Weibin Li, and Peter A. Ivanov
• Abstract要約: 捕捉イオンを用いた最適なフォノン温度推定のための断熱法を提案する。 フォノンの熱分布に関する関連する情報は、スピンの集合的な自由度に伝達することができる。 それぞれの熱状態確率は、各スピン励起構成に近似的にマッピングされることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 64.31011847952006
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We propose an adiabatic method for optimal phonon temperature estimation using trapped ions which can be operated beyond the Lamb-Dicke regime. The quantum sensing technique relies on a time-dependent red-sideband transition of phonon modes, described by the non-linear Jaynes-Cummings model in general. A unique feature of our sensing technique is that the relevant information of the phonon thermal distributions can be transferred to the collective spin-degree of freedom. We show that each of the thermal state probabilities is adiabatically mapped onto the respective collective spin-excitation configuration and thus the temperature estimation is carried out simply by performing a spin-dependent laser fluorescence measurement at the end of the adiabatic transition. We characterize the temperature uncertainty in terms of the Fisher information and show that the state projection measurement saturates the fundamental quantum Cram\'er-Rao bound for quantum oscillator at thermal equilibrium.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,Lmb-Dicke系以外のイオンを捕捉し,最適なフォノン温度推定法を提案する。 量子センシング技術は、非線形jaynes-cummingsモデルによって一般に記述されるフォノンモードの時間依存性の赤側バンド遷移に依存する。 我々のセンシングテクニックのユニークな特徴は、フォノンの熱分布の関連情報を集団自由スピン度に転送できることである。 本研究では, 各熱状態確率を各スピン励起構成に断熱的にマッピングし, 断熱遷移の終わりにスピン依存レーザ蛍光測定を行うことで, 温度推定を行うことを示した。 本研究では,フィッシャー情報を用いて温度の不確かさを特徴付け,状態投影計測が熱平衡で量子振動子に結合する基本量子クレーア・ラオを飽和させることを示した。

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