論文の概要: The Floquet central spin model: A platform to realize eternal time crystals, entanglement steering, and multiparameter metrology

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.18472v1
• Date: Thu, 30 Jan 2025 16:46:48 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-31 15:13:43.364442
• Title: The Floquet central spin model: A platform to realize eternal time crystals, entanglement steering, and multiparameter metrology
• Title（参考訳）: フロッケ中心スピンモデル:永遠の時間結晶、エンタングルメントステアリング、マルチパラメータメトロジーを実現するためのプラットフォーム
• Authors: Hillol Biswas, Sayan Choudhury,
• Abstract要約: 我々は、周期的に駆動される中心スピンモデルにおいて、永遠離散時間結晶(DTC)を実現するためのプロトコルを特徴付ける。 任意の数の衛星スピンに対して、lambda = 2 pi$ のとき、このシステムが永遠周期倍振動を示すことを証明した。 また、$lambda$から$pi$にチューニングすることで、永遠の高次(HO)-DTCを実現するプロトコルを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: We propose and characterize protocols to realize eternal discrete time crystals (DTCs) in the periodically driven central spin model. These eternal DTCs exhibit perfect periodic revivals of the initial state at a time $mnT$ (where $n>1$ and $\{m,n\} \in \mathbb{Z}$), when the Ising interaction strength, $\lambda$ between the central spin and the satellite spins is tuned to certain values. The combination of perfect initial-state revival and time-translation-symmetry breaking leads to infinitely long-lived oscillations of the stroboscopic magnetization and the entanglement entropy in these DTCs even for a finite number of satellite spins. We analytically determine the conditions for the existence of these eternal DTCs and prove that the system exhibits eternal period-doubling oscillations ($n=2$) when $\lambda = 2 \pi$ for an arbitrary number of satellite spins. Furthermore, we propose a protocol to realize eternal higher-order(HO)-DTCs ($n>2$) by tuning $\lambda$ to $\pi$. Intriguingly, this protocol naturally steers the system through an entangled trajectory, thereby leading to the generation of maximally entangled Bell-cat states during the dynamical evolution of the HO-DTC. Finally, we demonstrate that these HO-DTCs can serve as a resource for Heisenberg-limited multiparameter sensing.
• Abstract（参考訳）: 周期的に駆動される中心スピンモデルにおいて、永遠離散時間結晶(DTC)を実現するためのプロトコルを提案し、特徴付ける。 これらの永遠の DTC は、初期状態の完全な周期的回復を$mnT$ (ここで$n>1$と$\{m,n\} \in \mathbb{Z}$) で示し、イジング相互作用強度が中心スピンと衛星スピンの間の$\lambda$は特定の値に調整される。 完全な初期状態の回復と時変対称性の破れの組み合わせは、有限個の衛星スピンであっても、これらのDTCにおけるストロボスコピック磁化と絡み合いエントロピーの無限に長寿命の振動を引き起こす。 我々は、これらの永遠のDMCの存在条件を解析的に決定し、任意の数の衛星スピンに対して$\lambda = 2 \pi$のとき、このシステムが永遠の周期共振(n=2$)を示すことを証明した。 さらに、$\lambda$を$\pi$にチューニングすることで、永遠の高次(HO)-DTC(n>2$)を実現するプロトコルを提案する。 興味深いことに、このプロトコルは自然に絡み合った軌道を介してシステムを操縦し、HO-DTCの動的進化の過程で最大の絡み合ったベルキャット状態を生成する。 最後に,これらのHO-DTCがハイゼンベルク制限型マルチパラメータセンシングの資源となることを示す。

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