論文の概要: The role of initial system-environment correlations in the accuracies of parameters within spin-spin model
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.03584v1
- Date: Thu, 4 Jul 2024 02:25:51 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-08 19:31:32.375138
- Title: The role of initial system-environment correlations in the accuracies of parameters within spin-spin model
- Title（参考訳）: スピンスピンモデルにおけるパラメータの蓄積における初期システム-環境相関の役割
- Authors: Ali Raza Mirza, Jim Al-Khalili,
- Abstract要約: 本研究では,環境パラメータの推定を改善するために,初期システム環境相関の効果について検討する。
温度推定では, 推定精度を桁違いに向上できるので, 結果が期待できる。
結合強度の場合, 相関の場合と非相関の場合において, 連続的に精度が上昇していることが明らかとなった。
- 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 investigate the effect of initial system-environment correlations to improve the estimation of environment parameters. By employing various physical situations of interest, we present results for the environment temperature and system-environment coupling strength. We consider the spin-spin model whereby a probe (a small controllable quantum system) interacts with a bath of quantum spins and attains a thermal equilibrium state. A projective measurement is then performed to prepare the initial state and allow it to evolve unitarily. The properties of the environment are imprinted upon the dynamics of the probe. The reduced density matrix of the probe state contains a modified decoherence factor and dissipation. This additional factor acts in such a way to improve the estimation of the environment parameters, as quantified by the quantum Fisher information (QFI). In the temperature estimation case, our results are promising as one can improve the precision of the estimates by orders of magnitude by incorporating the effect of initial correlations. The precision increases in the strong coupling regime even if the nearest neighbours' interaction is taken into account. In the case of coupling strength, interestingly the accuracy was found to be continuously increasing in both with and without correlations cases. More importantly, one can see the noticeable role of correlations in improving precision, especially at low temperatures.
- Abstract（参考訳）: 本研究では,環境パラメータの推定を改善するために,初期システム環境相関の効果について検討する。
興味のある様々な物理的状況を用いて,環境温度とシステム環境結合強度について検討した。
スピンスピンモデルを考えると、プローブ(小さな制御可能な量子系)が量子スピンの浴と相互作用し、熱平衡状態に達する。
次に、初期状態を準備して一元的に進化させるように射影測定を行う。
環境特性はプローブの力学に印字される。
プローブ状態の還元密度行列は、修正されたデコヒーレンス係数と消散を含む。
この追加因子は、量子フィッシャー情報(QFI)によって定量化されるように、環境パラメータの推定を改善するために機能する。
温度推定の場合, 初期相関の影響を取り入れることで, 推定精度を桁違いに向上できるので, 結果が期待できる。
近接する隣人の相互作用を考慮に入れた場合でも、強い結合状態の精度は増大する。
結合強度の場合, 相関の場合と非相関の場合において, 連続的に精度が上昇していることが明らかとなった。
さらに重要なのは、特に低温では、精度の向上に相関関係が顕著な役割を担っていることだ。
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