論文の概要: Exponential Sensitivity Revival and Robust Stability of Noisy non-Hermitian Quantum Sensing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.16575v1
• Date: Wed, 29 Mar 2023 10:17:19 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-30 15:19:22.290774
• Title: Exponential Sensitivity Revival and Robust Stability of Noisy non-Hermitian Quantum Sensing
• Title（参考訳）: 雑音非エルミタン量子センシングの指数感度回復とロバスト安定性
• Authors: Liying Bao, Bo Qi, Franco Nori, Daoyi Dong
• Abstract要約: 我々は、損失と利得の構造がNH量子センサの感度と安定性に与える影響を解析的に特徴付け、強調する。 我々は、損失と利得のバランスをとることにより、NHセンサの安定性を確保するために、利得が重要であることを証明した。 この研究は、NH量子センサの感度と安定性に対するノイズの影響を明確に示し、量子センシングや量子工学に応用できる可能性を示している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.372393003522374
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Unique properties of multimode non-Hermitian (NH) lattice dynamics can be utilized to construct exponentially sensitive sensors. The impact of noise however remains unclear, which may greatly degrade the ability to detect small parameter changes. We analytically characterize and highlight the impact of the structure of loss and gain on the sensitivity and stability of NH quantum sensors. Counter-intuitively, we find that by only tuning the loss structure properly, the exponential sensitivity can be surprisingly regained when the sensing dynamics is stable. Furthermore, we prove that the gain is crucial to ensure the stability of the NH sensor by making a balanced loss and gain. For unbalanced noise, we demonstrate that there is a striking tradeoff between the enhancement of the sensitivity and the exponential decrement of the robust stability. This work demonstrates a clear signature about the impact of noise on the sensitivity and stability of NH quantum sensors, and has potential applications in quantum sensing and quantum engineering.
• Abstract（参考訳）: マルチモード非エルミタン(NH)格子力学の特異性を利用して指数関数的に感度の高いセンサを構築することができる。 しかし、ノイズの影響はまだ不明であり、小さなパラメータの変化を検出する能力は大きく低下する可能性がある。 我々は、損失と利得の構造がNH量子センサの感度と安定性に与える影響を解析的に特徴付け、強調する。 対意的に、損失構造を適切に調整するだけで、感覚力学が安定しているときに指数感度が驚くほど回復できることが分かる。 さらに、損失と利得のバランスをとることにより、NHセンサの安定性を確保するためには、利得が不可欠であることを示す。 非平衡雑音に対しては,感度向上とロバスト安定性の指数的低下との間に大きなトレードオフがあることを実証する。 この研究は、NH量子センサの感度と安定性に対するノイズの影響を明確に示し、量子センシングや量子工学に応用できる可能性を示している。

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