論文の概要: Quantum Metrology via Floquet-Engineered Two-axis Twisting and Turn Dynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.08524v1
- Date: Fri, 13 Sep 2024 04:12:12 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-16 17:48:25.285279
- Title: Quantum Metrology via Floquet-Engineered Two-axis Twisting and Turn Dynamics
- Title（参考訳）: Floquet-Engineered Two-axis Twisting and Turn Dynamics による量子メトロロジー
- Authors: Jihao Ma, Yi Shen, Jiahao Huang, Chaohong Lee,
- Abstract要約: 所望の$N$粒子非ガウス状態は驚くほど短い時間で生成できる。
我々は、この非ガウス状態に符号化された信号を抽出するために、効率的な対話ベースの読み出しプロトコルを実装するかもしれない。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.6373458286954379
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The core of quantum metrology lies in utilizing entanglement to enhance measurement precision beyond standard quantum limit. Here, we utilize the Floquet-engineered two-axis twisting (TAT) and turn dynamics to generate non-Gaussian states for quantum metrology. By employing both analytically semi-classical and quantum approaches, we find that the desired $N$-particle non-Gaussian state can be produced within a remarkably short time $t_\mathrm{opt}\propto \ln{N}/{N}$, and its quantum Fisher information $F^\mathrm{opt}_\mathrm{Q}\propto N^2$ approaches the Heisenberg limit. Moreover, using the Floquet-engineered anti-TAT-and-turn, we may implement an efficient interaction-based readout protocol to extract the signal encoded in this non-Gaussian state. This Floquet-engineered anti-TAT-and-turn approach offers a viable method to achieve effective time-reversal dynamics for improving measurement precision and resilience against detection noise, all without the need to invert the sign of the nonlinear interaction. This study paves the way for achieving entanglement-enhanced quantum metrology via rapid generation of cat-like states at high particle numbers through continuous Floquet engineering.
- Abstract（参考訳）: 量子気象学の中核は、標準量子限界を超える測定精度を高めるために絡み合いを利用することである。
ここでは、Floquet-engineered two-axis twisting (TAT) とターンダイナミクスを用いて、量子力学のための非ガウス状態を生成する。
解析的半古典的アプローチと量子的アプローチの両方を用いて、所望の$N$粒子非ガウス状態は驚くほど短い時間で$t_\mathrm{opt}\propto \ln{N}/{N}$で生成でき、その量子フィッシング情報$F^\mathrm{opt}_\mathrm{Q}\propto N^2$はハイゼンベルク極限に近づく。
さらに,Floquet-engineered anti-TAT-and-turnを用いて,この非ガウス状態に符号化された信号を抽出するために,効率的なインタラクションベースの読み出しプロトコルを実装することができる。
このFloquet-engineered anti-TAT-and-turnアプローチは、非線形相互作用のサインを反転させることなく、測定精度と検出ノイズに対するレジリエンスを改善するための効果的な時間反転ダイナミクスを実現するための有効な方法を提供する。
本研究は, 連続フロケット工学を用いて, 高粒子数での猫のような状態を高速に生成することにより, 絡み合う量子距離論を実現する方法を示す。
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