論文の概要: Strongly coupled fermionic probe for nonequilibrium thermometry

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.14655v1
• Date: Mon, 23 Oct 2023 07:51:24 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-10-24 21:50:30.663161
• Title: Strongly coupled fermionic probe for nonequilibrium thermometry
• Title（参考訳）: 非平衡温度測定のための強結合フェルミオンプローブ
• Authors: Ricard Ravell Rodr\'iguez, Mohammad Mehboudi, Micha{\l} Horodecki, and Mart\'i Perarnau-Llobet
• Abstract要約: 我々は、単一フェルミオン熱測定プローブの量子フィッシャー情報(QFI)によって特徴づけられる測定感度を特徴付ける。 我々は,QFIが平衡まで単調に成長するマルコフの場合とは対照的に,時間内に非常に非単調な挙動を示すことを示した。 第二に、QFIレートは有限の尋問時間$t*$で最大化され、これはマルコフ極限で知られている解$t* rightarrow 0$とは対照的である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.812395851874055
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We characterise the measurement sensitivity, as characterised by the Quantum Fisher Information (QFI), of a single-fermionic thermometric probe strongly coupled to the sample of interest at temperature $T$. When the probe reaches thermal equilibrium with the sample (equilibrium thermometry), we find that the QFI can be exponentially improved at ultralow temperatures by moving away from the weak coupling regime, complementing similar results for bosonic probes [PRA 96, 062103 (2017)]. For nonequilbrium protocols, in which the probe is measured before reaching equilibrium with the sample, we find new behaviour of the measurement sensitivity arising due to non-Markovian dynamics. First, we show that the QFI displays a highly non-monotonic behaviour in time, in contrast to the Markovian case where it grows monotonically until equilibrium, so that non-Markovian revivals can be exploited to reach a higher QFI. Second, the QFI rate is maximised at a finite interrogation time $t^*$, which we characterize, in contrast to the solution $t^* \rightarrow 0$ known in the Markovian limit [Quantum 6, 869 (2022)]. Finally, we consider probes make up of few fermions and discuss different collective enhancements in the measurement precision.
• Abstract（参考訳）: 量子フィッシャー情報 (qfi) によって特徴付けられる測定感度を, 温度$t$ の利害試料と強く結合した単一フェルミイオン熱測定プローブで特徴付ける。 プローブが試料と熱平衡に達すると(平衡温度測定)、QFIは弱いカップリング状態から離れることで極低温で指数関数的に改善され、ボゾンプローブ [PRA 96, 062103 (2017)] の同様の結果を補完する。 試料との平衡に達する前にプローブを計測する非平衡プロトコルについて,非マルコフダイナミクスに起因する測定感度の新しい挙動を見出す。 まず、QFIは、平衡まで単調に成長するマルコフのケースとは対照的に、時間内に非常に非単調な振る舞いを示すので、非マルコフの回復はより高いQFIに到達するために活用できる。 第2に、QFIレートは有限の尋問時間$t^*$で最大化され、これはマルコフ極限で知られている解$t^* \rightarrow 0$とは対照的である [Quantum 6, 869 (2022)]。 最後に、プローブは数個のフェルミオンで構成されており、測定精度の異なる集団的強化について論じる。

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