論文の概要: Quantum sensing of even- versus odd-body interactions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.06729v2
- Date: Wed, 06 Nov 2024 14:05:22 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-28 17:07:30.309091
- Title: Quantum sensing of even- versus odd-body interactions
- Title（参考訳）: 偶数対奇数体相互作用の量子センシング
- Authors: Aparajita Bhattacharyya, Debarupa Saha, Ujjwal Sen,
- Abstract要約: 任意の体符号化ハミルトニアンの結合強度の推定は、相互作用する粒子の数の増加とともに単調に増加するスケーリングを提供する。
奇体相互作用を持つハミルトニアンは、最高の距離論的精度を達成するために、プローブの真の多部絡み合いを必要とする。
我々は、常に非対称な積状態を得ることができ、偶数体相互作用に最適なメロジカルな精度を与えるパーティーの数に上限を与える。
- 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: We find that estimation of coupling strength of arbitrary-body encoding Hamiltonians provides a scaling that increases monotonically with an increase in the number of interacting particles, in the limit of large number of particles. We perform this analysis for two types of probes -- optimal symmetric product probes and optimal ones -- and find that this feature is prevalent in both the cases. Moreover, we also ask if genuine multiparty entanglement is indispensable in attaining the best metrological precision if we employ non-local terms in the Hamiltonian. We identify a dichotomy in the answer. Specifically, we find that Hamiltonians having odd-body interactions necessarily require genuine multipartite entanglement in probes to attain the best metrological precision, but the situation is opposite in the case of Hamiltonians with even-body interactions. The optimal probes corresponding to Hamiltonians that contain even-body interaction terms, may be entangled, but certainly not so in all bipartitions, and particularly, it is possible to attain optimal precision using asymmetric probes. Asymmetry, which therefore is a resource in this scenario rather than genuine multiparty entanglement, refers to the disparity between states of local parts of the global system. Thereby we find a complementarity in the requirement of asymmetry and genuine entanglement in optimal probes for estimating strength of odd- and even-body interactions respectively. Additionally, we provide an upper bound on the number of parties up to which one can always obtain an asymmetric product state that gives the best metrological precision for even-body interactions. En route, we find the quantum Fisher information in closed form for two- and three-body interactions for arbitrary number of parties. Further, we identify conditions on the Hamiltonian, for which these results hold for arbitrary local dimensions.
- Abstract（参考訳）: ハミルトニアンの任意の体符号化の結合強度の推定は、多数の粒子の極限において相互作用する粒子の数が増加するにつれて単調に増大するスケーリングを提供する。
最適対称積プローブと最適積プローブの2種類のプローブに対してこの分析を行い、どちらの場合においてもこの特徴が一般的であることを示す。
さらに、ハミルトニアンにおいて非局所項を用いる場合、真の多元的絡み合いが最高の距離論的精度を達成するのに欠かせないかどうかも問う。
私たちは答えの中で二分法を識別する。
具体的には、奇体相互作用を持つハミルトニアンは、最良距離精度を達成するためにプローブの真の多部交絡を必要とするが、偶体相互作用を持つハミルトニアンの場合、その状況は逆である。
偶数体相互作用項を含むハミルトニアンに対応する最適プローブは絡み合っているかもしれないが、すべての二分法では明らかにそうではないが、特に非対称プローブを用いて最適な精度が得られる。
したがって、非対称性は真の多元的絡み合いではなく、このシナリオの資源であり、大域系の局所的な部分の状態の相違を指す。
これにより、奇数と偶数体の相互作用の強さをそれぞれ推定するための最適プローブにおいて、非対称性と真の絡み合いの要件の相補性を見出す。
さらに、我々は、常に非対称な積状態を得ることができ、偶数体の相互作用に最適なメロジカルな精度を与えるパーティーの数に上限を与える。
経路上では、任意の数のパーティに対する2体と3体の相互作用に対して、クローズドな形で量子フィッシャー情報を見つける。
さらに、これらの結果が任意の局所次元を持つハミルトニアン上の条件を特定する。
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