論文の概要: Enhanced nonlinear quantum metrology with weakly coupled solitons and particle losses

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.03408v1
• Date: Sat, 7 Aug 2021 09:29:23 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-19 03:10:26.838069
• Title: Enhanced nonlinear quantum metrology with weakly coupled solitons and particle losses
• Title（参考訳）: 弱結合ソリトンと粒子損失を持つ強化非線形量子メートル法
• Authors: Alexander Alodjants, Dmitriy Tsarev, The Vinh Ngo, and Ray-Kuang Lee
• Abstract要約: ハイゼンベルク(最大1/N)および超ハイゼンベルクスケーリングレベルにおける位相パラメータ推定のための干渉計測手法を提案する。 我々のセットアップの中心は、量子プローブを形成する新しいソリトンジョセフソン接合(SJJ)システムである。 このような状態は、適度な損失があっても最適な状態に近いことを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 58.720142291102135
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The estimation of physical parameters with Heisenberg sensitivity and beyond is one of the crucial problems for current quantum metrology. However, unavoidable lossy effect is commonly believed to be the main obstacle when applying fragile quantum states. To utilize the lossy quantum metrology, we offer an interferometric procedure for phase parameters estimation at the Heisenberg (up to 1/N) and super-Heisenberg (up to 1/N^3) scaling levels in the framework of the linear and nonlinear metrology approaches, respectively. The heart of our setup is the novel soliton Josephson Junction (SJJ) system providing the formation of the quantum probe, i.e, the entangled Fock (N00N-like) state, beyond the superfluid-Mott insulator quantum phase transition point. We illustrate that such states are close to the optimal ones even with moderate losses. The enhancement of phase estimation accuracy remains feasible both for the linear and nonlinear metrologies with the SJJs, and allows further improvement for the current experiments performed with atomic condensate solitons with a mesoscopic number of particles.
• Abstract（参考訳）: ハイゼンベルク感度以上の物理パラメータの推定は、現在の量子力学において重要な問題の1つである。 しかしながら、避けられない損失効果は、脆弱な量子状態を適用する際の主な障害であると考えられている。 損失量子メソロジーを利用するために,線形および非線形メソロジーアプローチの枠組みにおいて,ハイゼンベルク(最大1/n)とスーパーハイゼンベルク(最大1/n^3)の位相パラメータ推定のための干渉法を提案する。 私たちのセットアップの核心は、超流動-モット絶縁体量子相転移点を超えて、量子プローブ、すなわちエンタングルフォック(n00n様)状態を形成する新しいソリトンジョセフソン接合(sjj)システムです。 このような状態が適度な損失をもった最適状態に近いことを示す。 相推定精度の向上はsjjsと線形および非線形のメトロロギーの両方において依然として実現可能であり, 原子縮合ソリトンを用いたメゾスコピック粒子数による現在の実験のさらなる改善が期待できる。

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