論文の概要: Sequential measurements for quantum-enhanced magnetometry in spin chain probes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.00114v3
• Date: Thu, 15 Sep 2022 07:19:58 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-27 05:05:42.736300
• Title: Sequential measurements for quantum-enhanced magnetometry in spin chain probes
• Title（参考訳）: スピンチェーンプローブにおける量子エンハンスド磁気測定の逐次測定
• Authors: Victor Montenegro, Gareth Si\^on Jones, Sougato Bose, Abolfazl Bayat
• Abstract要約: 我々は、量子測定の性質を活用して、多体プローブにおける量子強調感度を得るための異なるアプローチを導入する。 本プロトコルは,多体プローブの進化過程において,再初期化を伴わない一連の局所測定から成り立っている。
• 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: Quantum sensors outperform their classical counterparts in their estimation precision, given the same amount of resources. So far, quantum-enhanced sensitivity has been achieved by exploiting the superposition principle. This enhancement has been obtained for particular forms of entangled states, adaptive measurement basis change, critical many-body systems, and steady-state of periodically driven systems. Here, we introduce a different approach to obtain quantum-enhanced sensitivity in a many-body probe through utilizing the nature of quantum measurement and its subsequent wave-function collapse without demanding prior entanglement. Our protocol consists of a sequence of local measurements, without re-initialization, performed regularly during the evolution of a many-body probe. As the number of sequences increases, the sensing precision is enhanced beyond the standard limit, reaching the Heisenberg bound asymptotically. The benefits of the protocol are multi-fold as it uses a product initial state and avoids complex initialization (e.g. prior entangled states or critical ground states) and allows for remote quantum sensing.
• Abstract（参考訳）: 量子センサーは、同じ量のリソースから推定精度で従来のセンサーよりも優れています。 これまでのところ、量子エンハンス感度は重ね合わせ原理を利用して達成されている。 この強化は、特定の形態の絡み合い状態、適応的測定基底変化、臨界多体系、周期駆動系の定常状態について得られる。 本稿では,量子測定の性質とそれに続く波動関数の崩壊を,事前の絡み合いを必要とせずに活用し,多体プローブの量子エンハンス感度を得るための異なる手法を提案する。 本プロトコルは,多体プローブの進化過程において,再初期化を伴わない一連の局所測定から構成される。 シーケンス数が増えるにつれて、センシング精度は標準限界を超え、漸近的にハイゼンベルク境界に達する。 プロトコルの利点は、製品の初期状態を使用し、複雑な初期化(例えば、事前の絡み合った状態や臨界基底状態)を回避し、リモート量子センシングを可能にするためである。

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