論文の概要: Cyclic nonlinear interferometry with entangled non-Gaussian spin states
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.08866v1
- Date: Tue, 18 Apr 2023 09:59:17 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-19 15:17:36.631552
- Title: Cyclic nonlinear interferometry with entangled non-Gaussian spin states
- Title（参考訳）: 絡み合った非ガウススピン状態を持つ周期非線形干渉法
- Authors: Qi Liu, Tian-Wei Mao, Ming Xue, Ling-Na Wu, and Li You
- Abstract要約: 我々は、非ガウススピン状態(ENGS)の効率的な非線形読み出し方式を提案する。
我々は、不安定な固定点から始まるスピンダイナミクスによってENGSを生成できる、ツイスト・アンド・ターン(TNT)と2軸カウンタ・ツイスト(TACT)の2つのよく知られたスピンモデルに焦点を当てる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 16.664397200920767
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We propose an efficient nonlinear readout scheme for entangled non-Gaussian
spin states (ENGSs) based on the intrinsic quasi-cyclic dynamics of interacting
spin-1/2 systems. We focus on two well-known spin models of twist-and-turn
(TNT) and two-axis-counter-twisting (TACT), where ENGS can be generated by spin
dynamics starting from unstable fixed points. In the TNT model, non-Gaussian
probe state evolves directly back to the vicinity of initial state during the
subsequent time-forward evolution for path recombining, accompanied by quantum
magnification of encoded signal and refocusing of the associated quantum noise.
Based on low-order moment measurement, we find the optimal metrological gain
nearly saturates the quantum Cramer-Rao bound (QCRB) and follows the Heisenberg
scaling. For the TACT case, the QCRB can also be nearly approached when the
state converges to either of the two unstable fixed points, respectively
corresponding to the initial state or its orthogonal coherent state. The latter
case goes beyond previous studies where tracing back to or crossing the initial
states is mostly considered. The present protocol does not require
time-reversal as in typical nonlinear interferometries, and it also avoids
complicated measurement of nonlinear observables or full probability
distributions. The operational approach we discuss presents a practical way for
realizing high-precision and detection-noise-robust quantum metrology with
ENGS.
- Abstract（参考訳）: 相互作用するスピン-1/2系の内在的準循環力学に基づく非ガウススピン状態(ENGS)の効率的な非線形読み出し方式を提案する。
我々は,twist-and-turn (tnt) とtwo-axis-counter-twisting (tact) の2つのよく知られたスピンモデルに注目した。
tntモデルでは、非ガウシアンプローブ状態は、エンコードされた信号の量子拡大と関連する量子ノイズの再集中を伴う経路再結合のための後続の時間的発展の間、初期状態の近傍へ直接進化する。
低次モーメント測定に基づいて、最適メトロロジーゲインは量子クラーラオ境界(qcrb)をほぼ飽和させ、ハイゼンベルクスケーリングに従う。
TACTの場合、QCRBは、状態が2つの不安定な固定点のいずれかに収束するときに、それぞれ初期状態または直交コヒーレント状態に対応するときに、ほぼ接近することができる。
後者のケースは、初期状態への遡り、または横断することが主に考慮される以前の研究を越えている。
このプロトコルは、典型的な非線形干渉法のような時間反転を必要としないため、非線形可観測性や全確率分布の複雑な測定も避ける。
本研究は,ENGSを用いた高精度・ノイズ検出型量子メトロジーを実現するための実用的手法を提案する。
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