論文の概要: A Universal Protocol for Quantum-Enhanced Sensing via Information Scrambling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.12794v1
• Date: Tue, 19 Nov 2024 19:00:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-21 16:11:39.904699
• Title: A Universal Protocol for Quantum-Enhanced Sensing via Information Scrambling
• Title（参考訳）: 情報交換による量子化センシングのためのユニバーサルプロトコル
• Authors: Bryce Kobrin, Thomas Schuster, Maxwell Block, Weijie Wu, Bradley Mitchell, Emily Davis, Norman Y. Yao,
• Abstract要約: 本稿では,ハイゼンベルクに制限された量子強調センシングを可能にする新しいプロトコルを提案する。 我々は「スクランブル」および「アンスクランブル」量子状態のコヒーレントな重ね合わせを生成するために前方および逆時間進化を利用する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.4950073235357226
• License:
• Abstract: We introduce a novel protocol, which enables Heisenberg-limited quantum-enhanced sensing using the dynamics of any interacting many-body Hamiltonian. Our approach - dubbed butterfly metrology - utilizes a single application of forward and reverse time evolution to produce a coherent superposition of a "scrambled" and "unscrambled" quantum state. In this way, we create metrologically-useful long-range entanglement from generic local quantum interactions. The sensitivity of butterfly metrology is given by a sum of local out-of-time-order correlators (OTOCs) - the prototypical diagnostic of quantum information scrambling. Our approach broadens the landscape of platforms capable of performing quantum-enhanced metrology; as an example, we provide detailed blueprints and numerical studies demonstrating a route to scalable quantum-enhanced sensing in ensembles of solid-state spin defects.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,相互作用する多体ハミルトニアンの力学を用いて,ハイゼンベルクに制限された量子強調センシングを可能にする新しいプロトコルを提案する。 我々のアプローチはバタフライ・メトロジーと呼ばれ、「スクランブル」と「アンスクランブル」の量子状態のコヒーレントな重ね合わせを生成するために、前と逆の時間進化の単一の応用を利用する。 このようにして、一般的な局所量子相互作用から、メロジカルに有用な長距離絡み合わせを生成する。 バタフライ・メトロジーの感度は、量子情報の乱れの原型的診断であるローカル・アウト・オブ・タイム・オーダー・コレレータ(OTOCs)の合計によって与えられる。 例えば、固体スピン欠陥のアンサンブルにおいて、スケーラブルな量子強調センシングへの道筋を示す詳細な青写真や数値的研究を提示する。

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