論文の概要: Dynamical quantum phase transitions in a spinor Bose-Einstein condensate
and criticality enhanced quantum sensing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.11415v1
- Date: Fri, 23 Sep 2022 05:27:17 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-25 15:23:27.727822
- Title: Dynamical quantum phase transitions in a spinor Bose-Einstein condensate
and criticality enhanced quantum sensing
- Title（参考訳）: ボース・アインシュタイン凝縮系における動的量子相転移と臨界量子センシング
- Authors: Lu Zhou, Jia Kong, Zhihao Lan, and Weiping Zhang
- Abstract要約: 量子相転移は、量子多体系の基底と励起状態に普遍的に存在する。
スピノル凝縮体中の基底状態と励起状態の量子相転移が動的相転移と診断できることは明らかである。
この研究は、幅広い数モード量子系に即座に適用できるスキームを通じて励起状態量子相転移の探索を進める。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.3046646540823916
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum phase transitions universally exist in the ground and excited states
of quantum many-body systems, and they have a close relationship with the
nonequilibrium dynamical phase transitions, which however are challenging to
identify. In the system of spin-1 Bose-Einstein condensates, though dynamical
phase transitions with correspondence to equilibrium phase transitions in the
ground state and uppermost excited state have been probed, those taken place in
intermediate excited states remain untouched in experiments thus far. Here we
unravel that both the ground and excited-state quantum phase transitions in
spinor condensates can be diagnosed with dynamical phase transitions. A
connection between equilibrium phase transitions and nonequilibrium behaviors
of the system is disclosed in terms of the quantum Fisher information. We also
demonstrate that near the critical points parameter estimation beyond standard
quantum limit can be implemented. This work not only advances the exploration
of excited-state quantum phase transitions via a scheme that can immediately be
applied to a broad class of few-mode quantum systems, but also provides new
perspective on the relationship between quantum criticality and quantum
enhanced sensing.
- Abstract（参考訳）: 量子多体系の基底状態と励起状態において、量子相転移は普遍的に存在し、非平衡力学相転移と密接な関係を持つが、同定は困難である。
スピン-1ボース-アインシュタイン凝縮系では、基底状態と最上部励起状態の平衡相転移に対応する動的相転移が調査されているが、これまでの実験では、中間励起状態で行われたものは触れられていない。
ここでは、スピノル凝縮体の基底状態と励起状態の量子相転移が動的相転移と診断できることが明らかになった。
量子フィッシャー情報を用いて、平衡相転移と系の非平衡挙動との関係を明らかにする。
また、標準量子限界を超える臨界点パラメータ推定を実装できることを実証した。
この研究は、少数のモード量子系の幅広いクラスに即座に適用できるスキームを通じて励起状態量子相転移の探索を進めるだけでなく、量子臨界性と量子強化センシングとの関係に関する新たな視点を提供する。
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