論文の概要: Continuous sensing and parameter estimation with the boundary
time-crystal
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.13277v1
- Date: Tue, 25 Jul 2023 06:18:59 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-07-26 18:16:41.245161
- Title: Continuous sensing and parameter estimation with the boundary
time-crystal
- Title(参考訳): 境界時間結晶を用いた連続センシングとパラメータ推定
- Authors: Albert Cabot, Federico Carollo, Igor Lesanovsky
- Abstract要約: 境界時間結晶は、コヒーレント駆動と集団散逸の競合によって制御される量子多体系である。
最も達成可能な感度は$sqrtTN$に比例する。すなわち、時間における標準量子制限と粒子数におけるハイゼンベルクのスケーリングである。
標準量子限界は2つの時間結晶をカスケードすることで超えることが示され、一方の時間結晶の量子軌道がもう一方の時間結晶の入力として用いられる。
- 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: A boundary time-crystal is a quantum many-body system whose dynamics is
governed by the competition between coherent driving and collective
dissipation. It is composed of N two-level systems and features a transition
between a stationary phase and an oscillatory one. The fact that the system is
open allows to continuously monitor its quantum trajectories and to analyze
their dependence on parameter changes. This enables the realization of a
sensing device whose performance we investigate as a function of the monitoring
time T and of the system size N. We find that the best achievable sensitivity
is proportional to $\sqrt{T}N$, i.e., it follows the standard quantum limit in
time and Heisenberg scaling in the particle number. This theoretical scaling
can be achieved in the oscillatory time-crystal phase and it is rooted in
emergent quantum correlations. The main challenge is, however, to tap this
capability in a measurement protocol that is experimentally feasible. We
demonstrate that the standard quantum limit can be surpassed by cascading two
time-crystals, where the quantum trajectories of one time-crystal are used as
input for the other one.
- Abstract(参考訳): 境界時間結晶は、コヒーレント駆動と集団散逸の競合によって力学が支配される量子多体系である。
n個の2レベルシステムで構成され、定常相と振動相の遷移を特徴とする。
システムが開いているという事実は、量子軌道を継続的に監視し、パラメータの変化に依存することを解析することができる。
これにより、監視時間tとシステムサイズnの関数として性能が検証されるセンシング装置の実現が可能となり、最良の実現可能な感度は$\sqrt{t}n$に比例すること、すなわち、時間における標準量子限界と粒子数におけるハイゼンベルクスケーリングに従うことが分かる。
この理論的スケーリングは振動時間-結晶相で達成でき、創発的量子相関に根ざしている。
しかし、主な課題は、実験的に実現可能な測定プロトコルでこの機能を利用することである。
標準量子限界は2つの時間結晶をカスケードすることで超えることが示され、一方の時間結晶の量子軌道がもう一方の時間結晶の入力として用いられる。
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