論文の概要: Bosonic Entanglement and Quantum Sensing from Energy Transfer in two-tone Floquet Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.11158v1
- Date: Tue, 15 Oct 2024 00:48:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-16 14:01:00.337766
- Title: Bosonic Entanglement and Quantum Sensing from Energy Transfer in two-tone Floquet Systems
- Title（参考訳）: 2音フロケット系におけるボソニックエンタングルメントとエネルギー移動からの量子センシング
- Authors: Yinan Chen, Andreas Elben, Angel Rubio, Gil Refael,
- Abstract要約: 量子強度センサは、標準的な量子限界(回路)を超え、量子力学によって規定される基本的な精度限界に近づき、幅広い科学分野の応用を見つけつつある。
センサ回路における多くの粒子間の絡み合いと量子情報の保存について述べる。
マイクロ波系における超伝導絡み合ったセンサを提案し, 高精度測定における実用化の可能性を明らかにする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.2499537119440245
- License:
- Abstract: Quantum-enhanced sensors, which surpass the standard quantum limit (SQL) and approach the fundamental precision limits dictated by quantum mechanics, are finding applications across a wide range of scientific fields. This quantum advantage becomes particularly significant when a large number of particles are included in the sensing circuit. Achieving such enhancement requires introducing and preserving entanglement among many particles, posing significant experimental challenges. In this work, we integrate concepts from Floquet theory and quantum information to design an entangler capable of generating the desired entanglement between two paths of a quantum interferometer. We demonstrate that our path-entangled states enable sensing beyond the SQL, reaching the fundamental Heisenberg limit (HL) of quantum mechanics. Moreover, we show that a decoding parity measurement maintains the HL when specific conditions from Floquet theory are satisfied$\unicode{x2013}$particularly those related to the periodic driving parameters that preserve entanglement during evolution. We address the effects of a priori phase uncertainty and imperfect transmission, showing that our method remains robust under realistic conditions. Finally, we propose a superconducting-circuit implementation of our sensor in the microwave regime, highlighting its potential for practical applications in high-precision measurements.
- Abstract（参考訳）: 量子強度センサは、標準量子限界(SQL)を超え、量子力学によって規定される基本的な精度限界に近づき、幅広い科学分野の応用を見つけつつある。
この量子優位性は、多くの粒子がセンサー回路に含まれると特に顕著になる。
このような拡張を達成するには、多くの粒子間の絡み合いを導入し保存する必要がある。
本研究では、Floquet理論と量子情報の概念を統合し、量子干渉計の2つの経路間の所望の絡み合いを生成することができるエンタングルを設計する。
我々は、経路に絡み合った状態がSQLを超越したセンシングを可能にし、量子力学の基本的ハイゼンベルク極限(HL)に達することを実証する。
さらに,Floquet理論からの特定の条件が満たされた場合,復号パリティ測定がHLを維持することを示す。
先行相の不確かさと不完全伝達の影響に対処し,本手法が現実的な条件下で頑健であることを示す。
最後に,マイクロ波系におけるセンサの超伝導回路実装を提案する。
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