論文の概要: Floquet Engineering to Overcome No-Go Theorem of Noisy Quantum Metrology

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.00392v2
• Date: Wed, 2 Aug 2023 00:23:48 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-03 17:52:21.046594
• Title: Floquet Engineering to Overcome No-Go Theorem of Noisy Quantum Metrology
• Title（参考訳）: Floquet Engineeringはノイズ量子メトロロジーのノーゴー理論を克服する
• Authors: Si-Yuan Bai, Jun-Hong An
• Abstract要約: Floquet Engineering によるno-go定理を克服する手法を提案する。 ラムゼー分光器の原子に周期駆動を適用することにより、それらの周波数を測定する最終的な感度は理想の$t2$スケールに戻る。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Permitting a more precise measurement to physical quantities than the classical limit by using quantum resources, quantum metrology holds a promise in developing many revolutionary technologies. However, the noise-induced decoherence forces its superiority to disappear, which is called no-go theorem of noisy quantum metrology and constrains its application. We propose a scheme to overcome the no-go theorem by Floquet engineering. It is found that, by applying a periodic driving on the atoms of the Ramsey spectroscopy, the ultimate sensitivity to measure their frequency characterized by quantum Fisher information returns to the ideal $t^2$ scaling with the encoding time whenever a Floquet bound state is formed by the system consisting of each driven atom and its local noise. Combining with the optimal control, this mechanism also allows us to retrieve the ideal Heisenberg-limit scaling with the atom number $N$. Our result gives an efficient way to avoid the no-go theorem of noisy quantum metrology and to realize high-precision measurements.
• Abstract（参考訳）: 量子力学は、古典的限界よりも正確な物理量の測定を量子資源を用いて可能とし、多くの革新的な技術を開発することを約束している。 しかし、ノイズによって引き起こされるデコヒーレンス(英語版)は、ノイズ量子力学のノーゴー定理と呼ばれ、その応用を制約する。 Floquet Engineering によるno-go定理を克服する手法を提案する。 ラムゼー分光器の原子に周期的な駆動を施すことにより、量子フィッシャー情報によって特徴づけられる周波数を測定する究極の感度は、各駆動原子とその局所雑音からなる系によってフロッケ境界状態が形成されるときの符号化時間とともに理想の$t^2$スケールに戻る。 最適な制御と組み合わせることで、このメカニズムは理想のハイゼンベルク・リミットスケーリングを原子番号$n$で取得することもできます。 この結果は,ノイズ量子力学のノーゴー定理を回避し,高精度な測定を実現するための効率的な方法を与える。

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