論文の概要: Critical sensing with a single bosonic mode without boson-boson interactions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.17656v2
• Date: Tue, 27 Jun 2023 12:51:19 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-28 16:38:18.974186
• Title: Critical sensing with a single bosonic mode without boson-boson interactions
• Title（参考訳）: ボソン・ボソン相互作用を伴わない単一ボソニックモードによる臨界センシング
• Authors: Ken Chen, Jia-Hao L\"u, Xin Zhu, Hao-Long Zhang, Wen Ning, Zhen-Biao Yang, and Shi-Biao Zheng
• Abstract要約: 我々はこれらの条件のどちらも必要としない単純な臨界量子センシング手法を提案する。 このスキームは、イオントラップや超伝導回路など、様々なシステムで実現可能である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.8798336390694415
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Critical phenomena of quantum systems are useful for enhancement of quantum sensing. However, experimental realizations of criticality enhancement have been confined to very few systems, owing to the stringent requirements, including the thermodynamical or scaling limit, and fine control of interacting quantum susystems or particles. We here propose a simple critical quantum sensing scheme that requires neither of these conditions. The critical system is realized with a single parametrically-driven bosonic mode involving many non-interacting bosons. We calculate the quantum Fisher information, and perform a simulation, which confirms the criticality-enabled enhancement. We further detail the response of one of the quadratures to the variation of the control parameter. The numerical results reveal that its inverted variance exhibits a diverging behavior at the critical point. Based on the presently available control techniques of parametric driving, we expect our scheme can be realized in different systems, e.g., ion traps and superconducting circuits.
• Abstract（参考訳）: 量子系の臨界現象は量子センシングの強化に有用である。 しかし、臨界性増強の実験的な実現は、熱力学やスケーリングの限界を含む厳密な要件、相互作用する量子スーパシステムや粒子の制御など、ごく少数のシステムに限られている。 本稿では,これらの条件を必要としない単純な臨界量子センシング方式を提案する。 臨界系は、多くの非相互作用ボソンを含む1つのパラメトリック駆動ボソニックモードで実現される。 量子フィッシャー情報を計算し,臨界性が有効となる拡張性を確認するシミュレーションを行う。 制御パラメータの変動に対する2次数の1つの応答についてさらに詳しく述べる。 数値的な結果から,その逆分散は臨界点における変動挙動を示すことが明らかとなった。 パラメトリック駆動の現在利用可能な制御技術に基づいて, イオントラップや超伝導回路など, 様々なシステムにおいて, 提案方式が実現されることを期待している。

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