論文の概要: Integrable quantum many-body sensors for AC field sensing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.13507v2
• Date: Thu, 1 Sep 2022 08:37:23 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-29 06:56:11.426032
• Title: Integrable quantum many-body sensors for AC field sensing
• Title（参考訳）: 交流場センシングのための積分型量子多体センサ
• Authors: Utkarsh Mishra and Abolfazl Bayat
• Abstract要約: 本稿では,ACフィールドの振幅を検出するために,積分可能な多体系を効率的に利用できることを述べる。 提案プロトコルは,短期量子シミュレータでも実現可能であることを示す。
• 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 inevitably an elegant example of the supremacy of quantum technologies over their classical counterparts. One of the desired endeavors of quantum metrology is AC field sensing. Here, by means of analytical and numerical analysis, we show that integrable many-body systems can be exploited efficiently for detecting the amplitude of an AC field. Unlike the conventional strategies in using the ground states in critical many-body probes for parameter estimation, we only consider partial access to a subsystem. Due to the periodicity of the dynamics, any local block of the system saturates to a steady state which allows achieving sensing precision well beyond the classical limit, almost reaching the Heisenberg bound. We associate the enhanced quantum precision to closing of the Floquet gap, resembling the features of quantum sensing in the ground state of critical systems. We show that the proposed protocol can also be realized in near-term quantum simulators, e.g. ion-traps, with a limited number of qubits. We show that in such systems a simple block magnetization measurement and a Bayesian inference estimator can achieve very high precision AC field sensing.
• Abstract（参考訳）: 量子センシングは必然的に、量子技術の古典的優位性のエレガントな例である。 量子メトロロジーの望ましい取り組みの1つは交流フィールドセンシングである。 そこで,解析および数値解析により,積分可能な多体系を効率的に活用して交流磁場の振幅を検出できることを示す。 パラメータ推定のための臨界多体プローブにおける基底状態を用いる従来の戦略とは異なり、サブシステムへの部分アクセスのみを考慮する。 力学の周期性のため、系の任意の局所的なブロックは定常状態に飽和し、古典的限界を超える精度を実現し、ほぼハイゼンベルク境界に達する。 臨界系の基底状態における量子センシングの特徴に類似した、量子精度の向上とフロケギャップの閉鎖を関連付ける。 提案プロトコルは、例えばイオントラップなどの短期量子シミュレータにおいて、限られた数の量子ビットで実現可能であることを示す。 このようなシステムでは、単純なブロック磁化測定とベイズ推論推定器が極めて高精度な交流フィールドセンシングを実現できることを示す。

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