論文の概要: Uncertain Quantum Critical Metrology: From Single to Multi Parameter Sensing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.19917v1
• Date: Mon, 29 Jul 2024 11:50:21 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-30 13:56:27.264696
• Title: Uncertain Quantum Critical Metrology: From Single to Multi Parameter Sensing
• Title（参考訳）: 不確実な量子臨界メトロロジー:単一から多パラメータセンシングへ
• Authors: George Mihailescu, Steve Campbell, Karol Gietka,
• Abstract要約: 制御パラメータの不確かさが臨界センサーの感度に与える影響を示す。 有限サイズのシステムでは、パラメータ推定における量子的優位性を維持しながら、多体プローブが耐えうる不確実性の量の間のトレードオフを確立する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Critical quantum metrology relies on the extreme sensitivity of a system's eigenstates near the critical point of a quantum phase transition to Hamiltonian perturbations. This means that these eigenstates are extremely sensitive to all the parameters of the Hamiltonian. In practical settings, there always exists a degree of experimental uncertainty in the control parameters - which are approximately known quantities. Despite such uncertainties representing the most relevant source of noise in critical metrology, their impact on the attainable precision has been largely overlooked. In this work we present a general framework, interpolating between the single and multi-parameter estimation settings, allowing for the proper bookkeeping of relevant errors. We apply this framework to the paradigmatic transverse field Ising and Lipkin-Meshkov-Glick models, explicitly showing how uncertainty in control parameters impacts the sensitivity of critical sensors. For finite-size systems, we establish that there exists a trade-off between the amount of uncertainty a many-body probe can withstand while still maintaining a quantum advantage in parameter estimation.
• Abstract（参考訳）: 臨界量子量論は、ハミルトニアン摂動への量子相転移の臨界点付近の系の固有状態の極度感度に依存する。 これは、これらの固有状態がハミルトニアンの全てのパラメータに非常に敏感であることを意味する。 現実的な設定では、制御パラメータには、ほぼ既知の量である実験的な不確かさの程度が常に存在する。 このような不確実性は、臨界気象学において最も関係のあるノイズ源であるにもかかわらず、到達可能な精度への影響はほとんど見過ごされてきている。 本研究では,単一パラメータと複数パラメータの推定設定を補間し,関連するエラーの適切な予約を可能にする汎用フレームワークを提案する。 この枠組みをIsingおよびLipkin-Meshkov-Glickモデルに適用し、制御パラメータの不確かさが臨界センサーの感度に与える影響を明確に示す。 有限サイズのシステムでは、パラメータ推定における量子的優位性を維持しつつも、多体プローブが耐えうる不確実性の量の間にトレードオフが存在することが確かめられる。

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