論文の概要: Experimental Realization of Criticality-Enhanced Global Quantum Sensing via Non-Equilibrium Dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.04955v1
• Date: Thu, 09 Jan 2025 04:07:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-10 13:58:49.383629
• Title: Experimental Realization of Criticality-Enhanced Global Quantum Sensing via Non-Equilibrium Dynamics
• Title（参考訳）: 非平衡ダイナミクスによる臨界強化グローバル量子センシングの実験的実現
• Authors: Yefei Yu, Ran Liu, Guangming Xue, Chuhong Yang, Chenlu Wang, Jingning Zhang, Jiangyu Cui, Xiaodong Yang, Jun Li, Jiaxiu Han, Haifeng Yu,
• Abstract要約: 我々は、摂動イジングスピンモデルの非平衡ダイナミクスを活用することにより、臨界減速を緩和する臨界センシングスキームを導入する。 我々の研究は、非平衡臨界力学によって強化された気象学の応用を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.322628084827743
• License:
• Abstract: Quantum critical systems offer promising advancements in quantum sensing and metrology, yet face limitations like critical slowing down and a restricted criticality-enhanced region. Here, we introduce a critical sensing scheme that mitigate critical slowing down by leveraging the non-equilibrium dynamics of a perturbed Ising spin model, coupled with an adaptive strategy to enlarge its sensing interval. We validate the proposed scheme on a superconducting quantum processor and demonstrate that our scheme achieves a Heisenberg scaling with respect to the encoding duration. Additionally, the adaptive strategy tunes the model to operate near its critical point with limited prior information about the parameter, enabling what is known as global sensing. Our work showcases the metrological applications empowered by non-equilibrium critical dynamics and hence opens up a pathway for devising critical quantum sensors.
• Abstract（参考訳）: 量子臨界系は量子センシングと気象学の有望な進歩を提供するが、臨界減速や制限された臨界領域のような限界に直面している。 ここでは、摂動イジングスピンモデルの非平衡ダイナミクスを利用して臨界減速を緩和する臨界感知方式と、その知覚間隔を拡大するための適応戦略を導入する。 提案手法を超伝導量子プロセッサ上で検証し,符号化時間に関してハイゼンベルクスケーリングを実現することを実証する。 さらに、適応戦略はパラメータに関する事前情報を限定した臨界点付近で操作するようにモデルを調整し、グローバルセンシングとして知られるものを可能にする。 我々の研究は、非平衡臨界力学によって強化された気象学的な応用を示し、したがって臨界量子センサーを開発するための道を開く。

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