論文の概要: Quantum Non-Hermitian Topological Sensors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.05297v2
• Date: Mon, 14 Feb 2022 18:38:45 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-27 04:11:08.723789
• Title: Quantum Non-Hermitian Topological Sensors
• Title（参考訳）: 量子非エルミート位相センサ
• Authors: Florian Koch and Jan Carl Budich
• Abstract要約: 量子ノイズ理論の枠組みにおいて、非エルミート位相(NH)の文脈で最近発見された衝撃的境界感度をどのように利用して新しい量子センサを考案するかを考察する。
• 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: We investigate in the framework of quantum noise theory how the striking boundary-sensitivity recently discovered in the context of non-Hermitian (NH) topological phases may be harnessed to devise novel quantum sensors. Specifically, we study a quantum-optical setting of coupled modes arranged in an array with broken ring geometry that would realize a NH topological phase in the classical limit. Using methods from quantum-information theory of Gaussian states, we show that a small coupling induced between the ends of the broken ring may be detected with a precision that increases exponentially in the number of coupled modes, e.g. by heterodyne detection of two output modes. While this robust effect only relies on reaching a NH topological regime, we identify a resonance phenomenon without direct classical counterpart that provides an experimental knob for drastically enhancing the aforementioned exponential growth. Our findings pave the way towards designing quantum NH topological sensors (QUANTOS) that may observe with high precision any physical observable that couples to the boundary conditions of the device.
• Abstract（参考訳）: 量子ノイズ理論の枠組みにおいて、非エルミート位相(NH)の文脈で最近発見された衝撃的境界感度をどのように利用して新しい量子センサを考案するかを考察する。 具体的には、古典的極限におけるNH位相位相を実現できるような環形状の配列に配列された結合モードの量子光学的設定について検討する。 ガウス状態の量子情報理論の手法を用いて、壊れた環の端の間に誘導される小さな結合は、2つの出力モードのヘテロダイン検出など、結合モードの数で指数関数的に増加する精度で検出できることを示した。 この強固な効果は nh トポロジカルレジームに到達することのみに依存するが、上記の指数的成長を増大させる実験的なノブを提供する古典的レジームの直接のレジームを伴わない共鳴現象を同定する。 我々の研究は、デバイスの境界条件に合わせた高精度な物理観測が可能な量子NHトポロジカルセンサー(quantum NH topological sensor, QUINTOS)を設計するための道を開いた。

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