論文の概要: Better sensing with variable-range interactions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.06901v1
- Date: Thu, 13 Jul 2023 16:59:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-07-14 14:02:13.223780
- Title: Better sensing with variable-range interactions
- Title（参考訳）: 可変範囲相互作用によるより良いセンシング
- Authors: Monika, Leela Ganesh Chandra Lakkaraju, Srijon Ghosh, Aditi Sen De
- Abstract要約: 本研究では,中程度の横磁場を持つ可変レンジ多体量子スピンチェーンに基づく量子センサを提案する。
本稿では,長距離系を量子センサとして用いることで得られる3倍の利点について報告する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The typical bound on parameter estimation, known as the standard quantum
limit (SQL), can be surpassed by exploiting quantum resources such as
entanglement. To estimate the magnetic probe field, we propose a quantum sensor
based on a variable-range many-body quantum spin chain with a moderate
transverse magnetic field. We report the threefold benefits of employing a
long-range system as a quantum sensor. Firstly, sensors with quasi long-range
interactions can always beat SQL for all values of the coordination number
while a sensor with long-range interactions does not have this ubiquitous
quantum advantage. Secondly, a long-range Hamiltonian outperforms a
nearest-neighbor (NN) Hamiltonian in terms of estimating precision. Finally, we
observe that the system with long-range interactions can go below SQL in the
presence of a high temperature of the initial state while sensors having NN
interactions cannot. Furthermore, a sensor based on the long-range Ising
Hamiltonian proves to be robust against impurities in the magnetic field and
when the time-inhomogeneous dephasing noise acts during interaction of the
probe with the system.
- Abstract（参考訳）: 標準量子極限(sql)として知られるパラメータ推定の典型的な境界は、絡み合いなどの量子資源を活用することで超越することができる。
磁気プローブ場を推定するために、適度な横磁場を持つ可変レンジ多体量子スピンチェーンに基づく量子センサを提案する。
本稿では,長距離システムを用いた量子センサの3倍の利点を報告する。
第一に、準長距離相互作用を持つセンサは、常に座標数の全ての値に対してSQLを破ることができるが、長距離相互作用を持つセンサはこのユビキタス量子優位性を持たない。
第二に、長距離ハミルトニアンは、推定精度において最も近い隣のハミルトニアン(NN)より優れる。
最後に、nn相互作用を持つセンサでは不可能である一方、長距離相互作用を持つシステムは初期状態の高温の存在下でsqlを下回ることができることを観測する。
さらに、長距離イジングハミルトニアンに基づくセンサは、磁場の不純物に対して頑健であり、かつ、プローブとシステムとの相互作用中に時間不均質なデファスメントノイズが作用する場合にロバストであることが証明される。
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