論文の概要: Criticality-enhanced Electric Field Gradient Sensor with Single Trapped Ions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.02050v2
- Date: Wed, 10 Apr 2024 18:47:46 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-12 19:37:39.771739
- Title: Criticality-enhanced Electric Field Gradient Sensor with Single Trapped Ions
- Title（参考訳）: 単一トラップイオンを用いた臨界印加電界勾配センサ
- Authors: Theodoros Ilias, Dayou Yang, Susana F. Huelga, Martin B. Plenio,
- Abstract要約: そこで本研究では, 連続的に観測される消散臨界点近傍の量子センサを提案し, 解析する。
この装置は、標準量子限界を超える臨界強度の精度スケーリングにおいて、振動する電場勾配を高精度に検出する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7499722271664147
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We propose and analyze a driven-dissipative quantum sensor that is continuously monitored close to a dissipative critical point. The sensor relies on the critical open Rabi model with the spin and phonon degrees of freedom of a single trapped ion to achieve criticality-enhanced sensitivity. Effective continuous monitoring of the sensor is realized via a co-trapped ancilla ion that switches between dark and bright internal states conditioned on a `jump' of the phonon population which, remarkably, achieves nearly perfect phonon counting despite a low photon collection efficiency. By exploiting both dissipative criticality and efficient continuous readout, the sensor device achieves highly precise sensing of oscillating electric field gradients at a criticality-enhanced precision scaling beyond the standard quantum limit, which we demonstrate is robust to the experimental imperfections in real-world applications.
- Abstract（参考訳）: そこで本研究では, 連続的に観測される消散臨界点近傍の量子センサを提案し, 解析する。
このセンサーは、臨界感度を達成するために、単一の閉じ込められたイオンのスピンとフォノン自由度を持つ臨界開Rabiモデルに依存している。
センサの効果的な連続監視は、フォノンの集団の「ジャンプ」で条件付けられた暗く明るい内部状態との間を切り替える、光子収集効率が低いにもかかわらずほぼ完璧なフォノン計数を実現するコトラップされたアンシライオンによって実現される。
このセンサ装置は、消散臨界度と効率のよい連続的な読み出しの両方を利用して、標準量子限界を超える精度で振動する電場勾配を高精度に検出し、実世界の応用における実験的不完全性に対して堅牢であることを示す。
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