論文の概要: A Universal Theory of Spin Squeezing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.09636v1
• Date: Mon, 23 Jan 2023 18:59:59 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2023-01-24 12:40:46.539110
• Title: A Universal Theory of Spin Squeezing
• Title（参考訳）: スピンスクイーズに関する普遍理論
• Authors: Maxwell Block, Bingtian Ye, Brenden Roberts, Sabrina Chern, Weijie Wu, Zilin Wang, Lode Pollet, Emily J. Davis, Bertrand I. Halperin, Norman Y. Yao
• Abstract要約: 有限温度で簡単な平面強磁性(XY位)を示すハミルトニアンは、スケーラブルなスピンスクイーズを生成することができると推測する。 我々の結果は、気象学的に有用な量子状態を生成するために使用できるハミルトンの風景に関する基本的な洞察を与える。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 20.742797274076676
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We provide extensive numerical and analytic evidence for the following conjecture: Any Hamiltonian exhibiting finite temperature, easy-plane ferromagnetism (XY order) can be used to generate scalable spin squeezing, and thus to perform quantum-enhanced sensing. Our conjecture is guided by a deep connection between the quantum Fisher information of pure states and the spontaneous breaking of a continuous symmetry. We demonstrate that spin-squeezing exhibits a phase diagram with a sharp transition between scalable squeezing and non-squeezing. This transition coincides with the equilibrium phase boundary for XY order at a finite temperature. In the scalable squeezing phase, we predict a sensitivity scaling as $N^{-7/10}$, between the standard quantum limit, $N^{-1/2}$, and that achieved in all-to-all coupled easy-plane spin models, $N^{-5/6}$. Our results provide fundamental insight into the landscape of Hamiltonians that can be used to generate metrologically useful quantum states.
• Abstract（参考訳）: 有限温度、簡単な平面強磁性(XYオーダー)を示すハミルトニアンは、スケーラブルなスピンスクイーズを発生させ、量子増強センシングを行うことができる。 我々の予想は、純粋状態の量子フィッシャー情報と連続対称性の自発的な破れの間の深い関係によって導かれる。 スピンスケージングは,スケーラブルなスクイージングと非スケージングの間を鋭く遷移する相図を示す。 この遷移は、有限温度でのXY位における平衡相境界と一致する。 スケーラブルなスクイージングフェーズでは、標準量子限界である$N^{-7/10}$と、全結合容易平面スピンモデルである$N^{-5/6}$の間で、感度スケーリングを$N^{-7/10}$と予測する。 我々の結果は、気象学的に有用な量子状態を生成するために使用できるハミルトンの風景に関する基本的な洞察を与える。

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