論文の概要: Modular Many-Body Quantum Sensors
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.18319v2
- Date: Wed, 7 Aug 2024 05:58:11 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-08 18:13:59.320457
- Title: Modular Many-Body Quantum Sensors
- Title（参考訳）: モジュラ多体量子センサ
- Authors: Chiranjib Mukhopadhyay, Abolfazl Bayat,
- Abstract要約: 多体システムに複数相転移を導入するためのモジュラーアプローチを開発する。
これにより、新たに生成された位相境界を包含することで、量子化精度の領域を拡大することができる。
対称性を破るセンサでは、新たに生成された臨界点が元のクラスを継承していることが示され、磁化測定はそれらを見つけるのに十分である。
トポロジカルセンサーでは、モジュラー構造によって複数のバンドが生成され、豊かな位相図が導かれる。
- 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: Quantum many-body systems undergoing phase transitions have been proposed as probes enabling beyond-classical enhancement of sensing precision. However, this enhancement is usually limited to a very narrow region around the critical point. Here, we systematically develop a modular approach for introducing multiple phase transitions in a many-body system. This naturally allows us to enlarge the region of quantum-enhanced precision by encompassing the newly created phase boundaries. Our approach is general and can be applied to both symmetry-breaking and topological quantum sensors. In symmetry-breaking sensors, we show that the newly created critical points inherit the original universality class and a simple total magnetization measurement already suffices to locate them. In topological sensors, our modular construction creates multiple bands which leads to a rich phase diagram. In both cases, Heisenberg scaling for Hamiltonian parameter estimation is achieved at all the phase boundaries. This can be exploited to create a global sensor which significantly outperforms a uniform probe.
- Abstract（参考訳）: 位相遷移中の量子多体系は、知覚精度の古典的超越的な向上を可能にするプローブとして提案されている。
しかし、この拡張は通常臨界点周辺の非常に狭い領域に限られる。
そこで本研究では,多体システムに複数相転移を導入するためのモジュラーアプローチを体系的に開発する。
これにより、新たに生成された位相境界を包含することで、量子化精度の領域を拡大することができる。
我々のアプローチは一般的なものであり、対称性の破れと位相量子センサーの両方に適用できる。
対称性を破るセンサでは、新たに生成された臨界点が元の普遍性クラスを継承していることが示され、単純な全磁化測定はそれらを見つけるのに十分である。
トポロジカルセンサーでは、モジュラー構造によって複数のバンドが生成され、豊かな位相図が導かれる。
どちらの場合も、ハミルトンパラメータ推定のためのハイゼンベルクスケーリングはすべての位相境界で達成される。
これは、均一なプローブを著しく上回るグローバルセンサーを作成するために利用することができる。
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