論文の概要: Thermometric machine for ultraprecise thermometry of low temperatures

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.10469v2
• Date: Wed, 6 Oct 2021 00:50:24 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-17 07:53:01.165099
• Title: Thermometric machine for ultraprecise thermometry of low temperatures
• Title（参考訳）: 低温超精密温度測定用熱測定機
• Authors: Ivan Henao, Karen V. Hovhannisyan, and Raam Uzdin
• Abstract要約: 温度が測定された試料と熱分解しない熱量計方式を提案する。 これは、プローブを試料に結合する適切な相互作用と、高温であることが知られている補助熱浴により可能となる。 与えられた精度を達成するための測定回数の極端な削減を数値的に説明する。
• 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: Thermal equilibrium states are exponentially hard to distinguish at very low temperatures, making equilibrium quantum thermometry in this regime a formidable task. We present a thermometric scheme that circumvents this limitation, by using a two-level probe that does not thermalize with the sample whose temperature is measured. This is made possible thanks to a suitable interaction that couples the probe to the sample and to an auxiliary thermal bath known to be at a higher temperature. Provided a reasonable upper bound on the temperature of the sample, the resulting 'thermometric machine' drives the probe towards a steady state whose signal-to-noise ratio can achieve values as high as $\mathcal{O}(1/T)$. We also characterize the transient state of the probe and numerically illustrate an extreme reduction in the number of measurements to attain a given precision, as compared to optimal measurements on a thermalized probe.
• Abstract（参考訳）: 熱平衡状態は極低温では指数関数的に区別が難しいため、この状態の平衡量子温度測定は厳しい課題である。 本研究では,温度が測定された試料と熱分解しない2レベルプローブを用いて,この制限を回避する熱量測定手法を提案する。 これは、プローブと試料とを結合する適切な相互作用と、より高温にあることが知られている補助熱浴とにより可能となる。 サンプルの温度の合理的な上限を与えると、結果として生じる「熱測定機」はプローブを、信号対雑音比が$\mathcal{o}(1/t)$ 以上の値が得られる定常状態へと駆動する。 また,熱分解プローブの最適測定値と比較して,プローブの過渡状態を特徴付け,与えられた精度を達成するために測定回数を極端に減少させることを数値的に示す。

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