論文の概要: Continuous sensing and parameter estimation with the boundary time-crystal
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.13277v2
- Date: Mon, 12 Aug 2024 08:40:19 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-14 00:58:29.205106
- 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。
達成可能な最高の感度は$sqrtT N$、すなわち時間における標準量子極限と粒子数のハイゼンベルクスケーリングに比例することを示す。
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制御される量子多体系である。
N$2レベルシステムで構成され、静止相と振動相の遷移を特徴とする。
システムがオープンであるという事実は、その量子軌道を継続的に監視し、パラメータの変化への依存を分析することを可能にする。
これにより、監視時間$T$とシステムサイズ$N$の関数として性能を調査するセンサデバイスの実現が可能になる。
達成可能な最高の感度は$\sqrt{T} N$、すなわち時間における標準量子極限と粒子数のハイゼンベルクスケーリングに比例する。
この理論的スケーリングは振動時間-結晶相で達成することができ、創発的量子相関に根ざすことができる。
しかし、主な課題は、この機能を実験的に実現可能な測定プロトコルで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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