論文の概要: Heisenberg-limited Frequency Estimation via Driving through Quantum Phase Transitions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.13126v2
• Date: Fri, 3 Sep 2021 02:54:35 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-16 19:22:09.873787
• Title: Heisenberg-limited Frequency Estimation via Driving through Quantum Phase Transitions
• Title（参考訳）: 量子相転移によるハイゼンベルク制限周波数推定
• Authors: Min Zhuang, Hongtao Huo, Yuxiang Qiu, Wenjie Liu, Jiahao Huang, and Chaohong Lee
• Abstract要約: 本研究では,スピン-1ボース-アインシュタイン凝縮体における高精度周波数推定を実現する量子ラムゼー干渉法を提案する。 本手法では, 単一粒子分解検出は必要とせず, 現在の実験手法の範囲内である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.4985830312023636
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: High-precision frequency estimation is an ubiquitous issue in fundamental physics and a critical task in spectroscopy. Here, we propose a quantum Ramsey interferometry to realize high-precision frequency estimation in spin-1 Bose-Einstein condensate via driving the system through quantum phase transitions(QPTs). In our scheme, we combine adiabatically driving the system through QPTs with {\pi}/2 pulse to realize the initialization and recombination. Through adjusting the laser frequency under fixed evolution time, one can extract the transition frequency via the lock-in point. The lock-in point can be determined from the pattern of the population measurement. In particular, we find the measurement precision of frequency can approach to the Heisenberg-limited scaling. Moreover, the scheme is robust against detection noise and non-adiabatic effect. Our proposed scheme does not require single-particle resolved detection and is within the reach of current experiment techniques. Our study may point out a new way for high-precision frequency estimation.
• Abstract（参考訳）: 高精度周波数推定は基礎物理学におけるユビキタス問題であり、分光学における重要な課題である。 本稿では,スピン-1ボース-アインシュタイン凝縮体における量子位相遷移(QPT)による高精度周波数推定を実現する量子ラムゼー干渉法を提案する。 提案方式では,QPTを駆動するシステムと,初期化と再結合を実現するために {\pi}/2パルスを併用する。 一定の進化時間でレーザー周波数を調整することにより、ロックインポイントを介して遷移周波数を抽出することができる。 ロックインポイントは、人口測定のパターンから決定することができる。 特に、周波数の測定精度はハイゼンベルク制限スケーリングにアプローチできることがわかった。 また、検出ノイズや非断熱効果に対してロバストである。 提案手法は単一粒子分解検出を必要とせず,現在の実験手法の範囲内にある。 本研究は高精度周波数推定の新しい方法を示すかもしれない。

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