論文の概要: Enhanced response at exceptional points in multi-qubit systems for sensing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.16479v1
• Date: Sun, 23 Feb 2025 07:27:17 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-25 15:52:26.815404
• Title: Enhanced response at exceptional points in multi-qubit systems for sensing
• Title（参考訳）: センサ用マルチキュービットシステムにおける例外点での応答の増強
• Authors: Tingting Shi, Vasilii Smirnov, Kaiye Shi, Wei Zhang,
• Abstract要約: パリティ時間-逆対称を持つ$n$同一量子ビット系の例外点について検討する。 Ising-type の相互作用を考慮し、$m le n$ に対して$(m+1)$-th Order 応答を達成するためには、システムは非自明な$m$-body 相互作用を取得する必要があることを解析的に証明する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.400673866642668
• License:
• Abstract: Exceptional points featuring enhanced energy response to perturbation hold significant potential in detection and measurement of weak signals. Of particular interest is the existence and property of high-order exceptional points in quantum systems, owing to the capability to provide high-order response to perturbations. We investigate the exceptional points in a system of $n$ identical qubits possessing parity-time-reversal symmetry. We prove that owing to an incomplete coalescence of eigenstates, the highest possible order of exceptional point is $n+1$, which is also the upper bound of the order of energy response to perturbation. More interestingly, by considering an Ising-type interaction, we analytically prove that to achieve an $(m+1)$-th order response for any $m \le n$, the system must acquire a nontrivial $m$-body interaction. Finally, we propose a Floquet driving scheme to implement an effective multi-body Ising-type interaction, which can be realized in trapped ions or superconducting qubits.
• Abstract（参考訳）: 摂動に対するエネルギー応答の増強を特徴とする例外点は、弱い信号の検出と測定において有意なポテンシャルを持つ。 特に興味深いのは、摂動に対する高次応答を提供する能力のため、量子系における高次例外点の存在と性質である。 パリティ時間-逆対称を持つ$n$同一量子ビット系の例外点について検討する。 固有状態の不完全合体により、例外点の最高位は$n+1$であり、摂動に対するエネルギー応答の順序の上限でもある。 より興味深いことに、Ising-typeの相互作用を考えると、$m \le n$に対して$(m+1)$-th Order応答を達成するためには、システムは非自明な$m$-body相互作用を取得する必要がある。 最後に、捕捉されたイオンや超伝導量子ビットで実現可能な実効多体Ising型相互作用を実現するためのFloquet駆動方式を提案する。

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