論文の概要: Critical Quantum Metrology with Fully-Connected Models: From Heisenberg
to Kibble-Zurek Scaling
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.04144v1
- Date: Fri, 8 Oct 2021 14:11:54 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-12 01:04:59.341856
- Title: Critical Quantum Metrology with Fully-Connected Models: From Heisenberg
to Kibble-Zurek Scaling
- Title(参考訳): 完全連結モデルによる臨界量子メトロロジー:HeisenbergからKibble-Zurekスケーリング
- Authors: Louis Garbe, Obinna Abah, Simone Felicetti, and Ricardo Puebla
- Abstract要約: 相転移は古典的および量子センシングアプリケーションにとって魅力的なツールである。
量子センサーは、大きなプローブ数と長い測定時間の制限でハイゼンベルクスケールを飽和させることができる。
我々の分析は、普遍的精度スケーリング体制の存在を明らかにしている。
- 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: Phase transitions represent a compelling tool for classical and quantum
sensing applications. It has been demonstrated that quantum sensors can in
principle saturate the Heisenberg scaling, the ultimate precision bound allowed
by quantum mechanics, in the limit of large probe number and long measurement
time. Due to the critical slowing down, the protocol duration time is of utmost
relevance in critical quantum metrology. However, how the long-time limit is
reached remains in general an open question. So far, only two dichotomic
approaches have been considered, based on either static or dynamical properties
of critical quantum systems. Here, we provide a comprehensive analysis of the
scaling of the quantum Fisher information for different families of protocols
that create a continuous connection between static and dynamical approaches. In
particular, we consider fully-connected models, a broad class of quantum
critical systems of high experimental relevance. Our analysis unveils the
existence of universal precision-scaling regimes. These regimes remain valid
even for finite-time protocols and finite-size systems. We also frame these
results in a general theoretical perspective, by deriving a precision bound for
arbitrary time-dependent quadratic Hamiltonians.
- Abstract(参考訳): 相転移は古典的および量子センシングアプリケーションにとって魅力的なツールである。
量子センサは、量子力学が許容する究極の精度であるハイゼンベルクスケーリングを、大きなプローブ数と長い測定時間に制限して飽和させることができることが証明されている。
臨界速度の低下のため、プロトコルの持続時間は臨界量子論において最も重要となる。
しかし、どのようにして長期間の限界に達するかは、一般には未解決の問題である。
これまでのところ、臨界量子系の静的または動的性質に基づく2つの二コトミックアプローチのみが検討されている。
ここでは、静的および動的アプローチ間の連続的な接続を生成するプロトコルの異なるファミリに対して、量子フィッシャー情報のスケーリングに関する包括的分析を行う。
特に、実験的妥当性が高い幅広い量子臨界系のクラスである完全連結モデルを考える。
我々の分析は、普遍的精度スケーリング体制の存在を明らかにしている。
これらの規則は、有限時間プロトコルや有限サイズシステムにおいても有効である。
また、任意の時間依存二次ハミルトニアンの精度境界を導出することにより、これらの結果を一般的な理論的な観点で構成する。
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