論文の概要: Characterization of partially accessible anisotropic spin chains in the presence of anti-symmetric exchange

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.14479v1
• Date: Thu, 25 Jan 2024 19:26:35 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-29 16:48:09.104413
• Title: Characterization of partially accessible anisotropic spin chains in the presence of anti-symmetric exchange
• Title（参考訳）: 反対称交換存在下での部分的アクセス可能な異方性スピン鎖のキャラクタリゼーション
• Authors: Simone Cavazzoni, Marco Adani, Paolo Bordone, Matteo G. A. Paris
• Abstract要約: 我々は、反対称交換の存在下での異方性スピン鎖の量子的キャラクタリゼーションに対処する。 この鎖のハミルトンパラメータは、量子力学によって課される究極の極限に近づく精度で推定できるかどうかを考察する。
• 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 address quantum characterization of anisotropic spin chains in the presence of antisymmetric exchange, and investigate whether the Hamiltonian parameters of the chain may be estimated with precision approaching the ultimate limit imposed by quantum mechanics. At variance with previous approaches, we focus on the information that may be extracted by measuring only two neighbouring spins rather than a global observable on the entire chain. We evaluate the Fisher information (FI) of a two-spin magnetization measure, and the corresponding quantum Fisher information (QFI), for all the relevant parameters, i.e. the spin coupling, the anisotropy, and the Dzyaloshinskii Moriya (DM) parameter. Our results show that the reduced system made of two neighbouring spins may be indeed exploited as a probe to characterize global properties of the entire system. In particular, we find that the ratio between the FI and the QFI is close to unit for a large range of the coupling values. The DM coupling is beneficial for coupling estimation, since it leads to the presence of additional bumps and peaks in the FI and QFI, which are not present in a model that neglects exchange interaction and may be exploited to increase the robustness of the overall estimation procedure. Finally, we address the multiparameter estimation problem, and show that the model is compatible but sloppy, i.e. both the Uhlmann curvature and the determinant of the QFI matrix vanish. Physically, this means that the state of the system actually depends only on a reduced numbers of combinations of parameters, and not on all of them separately.
• Abstract（参考訳）: 反対称交換の存在下での異方性スピン鎖の量子キャラクタリゼーションに対処し、量子力学によって課される究極の限界に近づく精度で鎖のハミルトニアンパラメータを推定できるかどうかを調べる。 従来のアプローチと異なる点では、チェーン全体に観測可能なグローバルではなく、2つの近傍スピンのみを測定することで抽出される情報に焦点を当てる。 我々は,スピンカップリング,異方性,ジアロシンスキー・モリヤ(DM)パラメータなど,関連するすべてのパラメータについて,2スピン磁化計のフィッシャー情報(FI)とそれに対応する量子フィッシャー情報(QFI)を評価する。 この結果から, 隣接する2つのスピンからなる還元系は, システム全体のグローバルな特性を特徴づけるプローブとして実際に利用される可能性が示唆された。 特に、結合値の広い範囲において、FIとQFIの比が単位に近いことが分かる。 DM結合は、交換相互作用を無視するモデルには存在せず、全体的な推定手順の堅牢性を高めるために利用されるため、FIおよびQFIに追加のバンプとピークが存在するため、結合推定に有用である。 最後に、マルチパラメータ推定問題に対処し、モデルが互換性はあるがスロッピーであること、すなわち、ウルマン曲率とQFI行列の行列式の両方が消えることを示す。 物理的には、システムの状態は実際にはパラメータの組み合わせ数の減少にのみ依存し、それら全てを個別に依存しないことを意味する。

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