論文の概要: Prethermal Floquet time crystals in chiral multiferroic chains and applications as quantum sensors of AC fields

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.17530v1
• Date: Wed, 23 Oct 2024 03:15:57 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-24 13:55:37.749289
• Title: Prethermal Floquet time crystals in chiral multiferroic chains and applications as quantum sensors of AC fields
• Title（参考訳）: キラル多強磁性鎖における予熱フロケット時間結晶と交流場の量子センサへの応用
• Authors: Rohit Kumar Shukla, Levan Chotorlishvili, Sunil K. Mishra, Fernando Iemini,
• Abstract要約: 乱れた多鉄鎖鎖における予熱フロケット時間結晶(pFTC)の出現について検討した。 我々はモデルの位相図を導出し、系の磁化、絡み合い、コヒーレンスダイナミクスを特徴づける。 また、交流場の量子センサとしてのpFTCの適用についても検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 41.94295877935867
• License:
• Abstract: We study the emergence of prethermal Floquet Time Crystal (pFTC) in disordered chiral multiferroic chains. The model is an extension of the usual periodically driven nearest-neighbor disordered Heisenberg chain, with additional next-nearest-neighbor Heisenberg couplings and DMI interactions due to external magnetic and electric couplings. We derive the phase diagram of the model, characterizing the magnetization, entanglement, and coherence dynamics of the system along the extended interactions. In addition, we explore the application of the pFTC as quantum sensors of AC fields. The sensor performance to estimate small AC fields is quantified through the quantum Fisher information (QFI) measure. The sensor offers several advantages as compared to those composed of non-interacting spins due to its intrinsic robustness, long coherent interrogation time, and many-body correlations. Specifically, the sensor can overcome the standard quantum limit ($\rm{SQL} \sim N t^2$) during the prethermal regime, reaching an optimum performance at the pFTC lifetime $t^*$, where the $\rm{QFI}/Nt^{*^2} \sim N^\alpha$ with $\alpha > 0$, scaling superlinarly with the number of spins. Different from \text{full} FTCs, the prethermal lifetime does not diverge in the thermodynamic limit, nevertheless it can be exponentially long with tuning system parameters.
• Abstract（参考訳）: 我々は不規則なキラル多鉄鎖における予熱フロケット時間結晶(pFTC)の出現について検討した。 このモデルは、通常の周期的に駆動される隣り合う不規則なハイゼンベルク鎖の拡張であり、外部磁気および電気的カップリングによる隣り合うハイゼンベルク結合とDMI相互作用が追加されている。 モデルの位相図を導出し, 相互作用の延長に伴う系の磁化, 絡み合い, コヒーレンスダイナミクスを特徴付ける。 さらに、交流場の量子センサとしてのpFTCの適用について検討する。 小型の交流場を推定するセンサ性能を量子フィッシャー情報(QFI)測定により定量化する。 このセンサーは、本質的な堅牢性、長いコヒーレントな尋問時間、多体相関性により、非相互作用スピンからなるものと比較して、いくつかの利点がある。 具体的には、このセンサは、前温期における標準的な量子限界($\rm{SQL} \sim N t^2$)を克服し、pFTC寿命の$t^*$で最適な性能を達成し、$\rm{QFI}/Nt^{*^2} \sim N^\alpha$ with $\alpha > 0$で、スピンの数と超線形にスケーリングすることができる。 text{full} FTC とは異なり、予熱寿命は熱力学の限界内では分岐しないが、しかしながら、システムのパラメータをチューニングすることで指数関数的に長くすることができる。

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