論文の概要: Spin quantum number as quantum resource for quantum sensing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.16018v1
- Date: Sat, 25 May 2024 02:46:43 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-29 01:29:38.768992
- Title: Spin quantum number as quantum resource for quantum sensing
- Title（参考訳）: 量子センシングのための量子資源としてのスピン量子数
- Authors: Qi Chai, Wen Yang,
- Abstract要約: 我々はスピン量子数$S$の高スピン系を別の量子資源として同定する。
ノイズのないハイゼンベルクスケールに応じて磁界のセンシング精度を向上させることができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.9666338649489585
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Identifying quantum resources for quantum sensing is of paramount importance. Up to date, two quantum resources has been widely recognized: the number $N$ of entangled quantum probes and the coherent evolution time $T$. Here we identify the spin quantum number $S$ of high-spin systems as another quantum resource, which can improve the sensing precision of magnetic field according to the Heisenberg scaling in the absence of noises. Similar to the case of $N$ and $T$, the utility of $S$ may be degraded by environmental noises. We analyze this point sysmatically under the Ornstein-Uhlenbeck noise (a prevalent noise in realistic physical systems). We find that the utility of $S$ vanishes in Markovian noises, but survives in non-Markovian noises, where it improves the sensing precision according to the classical scaling $1/\sqrt{S}$. Super-classical scaling can be achieved by suitable control of the high-spin system.
- Abstract（参考訳）: 量子センシングのための量子リソースの同定は、最重要事項である。
これまで、2つの量子資源が広く認識されてきた: 絡み合った量子プローブの数$N$と、コヒーレントな進化時間$T$である。
ここでは、高スピン系のスピン量子数$S$を別の量子資源として同定し、ノイズのないハイゼンベルクスケールに従って磁場のセンシング精度を向上させる。
$N$や$T$と同様、$S$の効用は環境騒音によって劣化する可能性がある。
我々は、Ornstein-Uhlenbeckノイズ(現実的な物理系において一般的なノイズ)の下で、この点をシステマティックに解析する。
S$の効用はマルコフノイズにおいて消滅するが、非マルコフノイズでは存続し、古典的なスケールの1/\sqrt{S}$に従って知覚精度を向上させる。
超古典的スケーリングは、ハイスピンシステムの適切な制御によって達成できる。
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