論文の概要: Quantum sensing of even- versus odd-body interactions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.06729v3
- Date: Fri, 23 May 2025 17:00:40 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-26 18:08:33.357389
- 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: 我々は,多数の粒子の極限における系粒子数で量子フィッシャー情報のスケーリングを分析する。
任意の体符号化ハミルトニアンの結合強度を推定すると、超ハイゼンベルクスケーリングが得られる。
- 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: We analyze the scaling of quantum Fisher information with the number of system particles in the limit of large number of particles, as a function of the number of parties interacting with each other, for encoding Hamiltonians having arbitrary-body interactions. We find that estimation of coupling strength of such arbitrary-body encoding Hamiltonians provide a super-Heisenberg scaling that increases monotonically with an increase in the number of interacting particles, in the limit of large number of system particles. Moreover, we also find that 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. 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. We also provide an analysis of the case when the Hamiltonian contains local fields and up to k-body interaction terms, where the strength of interaction gradually decreases with an increase in the number of parties interacting with each other. Interestingly, we find a similar dichotomy in the nature of the optimal probe in this case as well. Further, we identify conditions on the local component of the Hamiltonian, for which this dichotomy is still shown to exist for two- and three-body encoding Hamiltonians with arbitrary local dimensions.
- Abstract（参考訳）: 任意体相互作用を持つハミルトニアンを符号化するために, 量子フィッシャー情報のスケーリングと, 多数の粒子の極限における系粒子の数を解析した。
このような任意の体符号化ハミルトニアンの結合強度の推定は、多数の系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加する超ハイゼンベルクスケーリングを提供する。
さらに、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、すべての二分法において絡み合うが確実にはならないこと、特に非対称プローブを用いて最適精度を得ることが可能であることも見出した。
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。
また、ハミルトニアンが局所場を含む場合と、相互作用の強さが互いに相互作用するパーティの数の増加とともに徐々に減少する k-体相互作用項について分析する。
興味深いことに、この場合の最適プローブの性質にも同様の二分法がある。
さらに、この二分法が任意の局所次元を持つハミルトニアンを符号化する2体および3体でまだ存在することが示されているハミルトニアンの局所成分に関する条件を同定する。
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