論文の概要: Global sensing and its impact for quantum many-body probes with
criticality
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2102.03843v1
- Date: Sun, 7 Feb 2021 16:40:17 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-12 07:18:28.448390
- Title: Global sensing and its impact for quantum many-body probes with
criticality
- Title（参考訳）: 臨界を持つ量子多体プローブに対する地球センシングとその影響
- Authors: Victor Montenegro, Utkarsh Mishra, Abolfazl Bayat
- Abstract要約: ほとんどの量子センシングプロトコルは、未知のパラメータが非常に狭い領域内で変化する場合にのみ効率的に動作する。
追加の調整可能なパラメータが存在する多体プローブでは、我々のプロトコルは量子臨界性を利用するために性能を調整できる。
簡単な磁化測定でも最適化の恩恵を受け、理論精度を適度に提供できることが示される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum sensing is one of the key areas which exemplifies the superiority of
quantum technologies. Nonetheless, most quantum sensing protocols operate
efficiently only when the unknown parameters vary within a very narrow region,
i.e., local sensing. Here, we provide a systematic formulation for quantifying
the precision of a probe for multi-parameter global sensing when there is no
prior information about the parameters. In many-body probes, in which extra
tunable parameters exist, our protocol can tune the performance for harnessing
the quantum criticality over arbitrarily large sensing intervals. For the
single-parameter sensing, our protocol optimizes a control field such that an
Ising probe is tuned to always operate around its criticality. This
significantly enhances the performance of the probe even when the interval of
interest is so large that the precision is bounded by the standard limit. For
the multi-parameter case, our protocol optimizes the control fields such that
the probe operates at the most efficient point along its critical line.
Interestingly, for an Ising probe, it is predominantly determined by the
longitudinal field. Finally, we show that even a simple magnetization
measurement significantly benefits from our optimization and moderately
delivers the theoretical precision.
- Abstract（参考訳）: 量子センシングは、量子技術の優位性を示す重要な領域の1つである。
それでも、ほとんどの量子センシングプロトコルは、未知のパラメータが非常に狭い領域、すなわち局所センシング内で変化した場合にのみ効率的に動作する。
本稿では,パラメータに関する事前情報がない場合に,多パラメータグローバルセンシングのためのプローブの精度を定量化するための体系的定式化を提案する。
余分な可変パラメータが存在する多体プローブでは、我々のプロトコルは任意の大きなセンシング間隔で量子臨界性を利用する性能を調整できる。
単一パラメータセンシングでは、イジングプローブが常に臨界付近で動作するように調整されるように制御フィールドを最適化する。
これにより、関心の間隔が大きすぎて精度が標準限界に制限されるような場合でも、プローブの性能が著しく向上する。
マルチパラメータの場合、本プロトコルは、プローブが臨界線に沿って最も効率的な位置で動作するように制御フィールドを最適化する。
興味深いことに、イジングプローブでは、主に縦方向の磁場によって決定される。
最後に, 簡単な磁化測定であっても, 最適化の利点が大きく, 理論精度を適度に発揮できることを示す。
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