論文の概要: Combining critical and quantum metrology

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.16472v2
• Date: Fri, 9 Feb 2024 16:51:39 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-12 19:52:41.317674
• Title: Combining critical and quantum metrology
• Title（参考訳）: 臨界と量子力学の組み合わせ
• Authors: Christoph Hotter, Helmut Ritsch, and Karol Gietka
• Abstract要約: 本稿では,2つの手法を組み合わせて,閉鎖型・駆動型システムに適用可能な統一プロトコルを提案する。 我々は、量子的および古典的なフィッシャー情報に対する解析式をそのような設定で提供し、解明し、簡単な測定方法を提案する。 これらの結果は、ディックとリプキン・メシュコフ=グリック・ハミルトンの熱力学限界を特徴づけるスキューズ・ハミルトニアン(英語版)に焦点をあてて示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Critical metrology relies on the precise preparation of a system in its ground state near a quantum phase transition point where quantum correlations get very strong. Typically this increases the quantum Fisher information with respect to changes in system parameters and thus improves the optimally possible measurement precision limited by the Cram\'er-Rao bound. Hence critical metrology involves encoding information about the unknown parameter in changes of the system's ground state. Conversely, in conventional metrology methods like Ramsey interferometry, the eigenstates of the system remain unchanged, and information about the unknown parameter is encoded in the relative phases that excited system states accumulate during their time evolution. Here we introduce an approach combining these two methodologies into a unified protocol applicable to closed and driven-dissipative systems. We show that the quantum Fisher information in this case exhibits an additional interference term originating from the interplay between eigenstate and relative phase changes. We provide analytical expressions for the quantum and classical Fisher information in such a setup, elucidating as well a straightforward measurement approach that nearly attains the maximum precision permissible under the Cram\'er-Rao bound. We showcase these results by focusing on the squeezing Hamiltonian, which characterizes the thermodynamic limit of Dicke and Lipkin-Meshkov-Glick Hamiltonians.
• Abstract（参考訳）: 臨界距離論は、量子の相関が非常に強い量子相転移点付近の基底状態における系の精密な準備に依存する。 これは典型的には、系のパラメータの変化に関する量子フィッシャー情報を増やし、Cram\'er-Rao境界で制限された最適に可能な測定精度を改善する。 したがって、クリティカル・メトロロジーは未知のパラメータに関する情報をシステムの基底状態の変化にエンコードする。 逆にラムゼー干渉法のような従来のメロロジー法では、系の固有状態は変化せず、未知のパラメータに関する情報は励起系状態が時間進化の間に蓄積する相対位相に符号化される。 本稿では,これら2つの手法を閉じた分散システムに適用可能な統一プロトコルに結合する手法を提案する。 この場合の量子フィッシャー情報は、固有状態と相対位相変化の相互作用に由来する追加の干渉項を示す。 このようなセットアップで量子的および古典的フィッシャー情報の解析式を提供し、またクラム・ラオ境界の下で許容される最大精度をほぼ達成できる簡単な測定アプローチを解明する。 我々は,dicke と lipkin-meshkov-glick hamiltonian の熱力学的限界を特徴付けるスクイージング・ハミルトニアンに注目して,これらの結果を紹介する。

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