論文の概要: Charging a quantum spin network towards Heisenberg-limited precision
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.22212v1
- Date: Tue, 29 Oct 2024 16:39:33 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-30 13:40:05.161457
- Title: Charging a quantum spin network towards Heisenberg-limited precision
- Title（参考訳）: 量子スピンネットワークのハイゼンベルク制限精度への充電
- Authors: Beatrice Donelli, Stefano Gherardini, Raffaele Marino, Francesco Campaioli, Lorenzo Buffoni,
- Abstract要約: 最大エネルギー構成まで量子スピンネットワークをチャージするための協調プロトコルを提案する。
我々はD-Waveの量子処理ユニット上で、40ドルから5,612ドルのスピンのサブ格子を充電することで、我々のプロトコルをテストする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9786690381850358
- License:
- Abstract: We present a cooperative protocol to charge quantum spin networks up to the highest-energy configuration, in terms of the network's magnetization. The charging protocol leverages spin-spin interactions and the crossing of a phase transition's critical point. Exploiting collective dynamics of the spin network, the cooperative protocol guarantees a precision advantage over any local charging protocol and leads to fluctuations (standard deviation) of the magnetization that scale as $1/N$, with $N$ being the number of spins in the network, i.e., the size of the spin battery. These findings mirror the Heisenberg limit for precision for parameter estimation in quantum metrology. We test our protocol on the D-Wave's Advantage quantum processing unit by charging sub-lattices with sizes ranging from $40$ to $5\,612$ spins, achieving the maximum magnetization and reaching a scalable charging precision beyond the standard quantum limit of $1/\sqrt{N}$.
- Abstract（参考訳）: 本稿では, 量子スピンネットワークを最大エネルギー構成まで充電するための協調的プロトコルを提案する。
充電プロトコルはスピンスピン相互作用と相転移の臨界点の交差を利用する。
スピンネットワークの集合力学を爆発させることにより、協調プロトコルは任意の局所充電プロトコルに対して精度の高い優位性を保証し、1/N$までスケールする磁化の変動(標準偏差)を引き起こす。
これらの結果は、量子気象学におけるパラメータ推定の精度のハイゼンベルク極限を反映している。
我々は、D-Waveの量子処理ユニット上で、40$から5$612$のスピンを持つサブ格子を充電し、最大磁化を実現し、標準量子限界である1/\sqrt{N}$を超えるスケーラブルな充電精度に達することにより、我々のプロトコルをテストした。
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