論文の概要: Enhanced frequency and temperature estimation by a $\mathcal{PT}$-symmetric quantum oscillator

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.13669v1
• Date: Mon, 17 Mar 2025 19:17:04 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-19 14:15:34.767635
• Title: Enhanced frequency and temperature estimation by a $\mathcal{PT}$-symmetric quantum oscillator
• Title（参考訳）: $\mathcal{PT}$-symmetric 量子発振器による周波数・温度推定
• Authors: Jonas F. G. Santos,
• Abstract要約: 非エルミート寄与が周波数および温度推定に与える影響について検討した。 その結果,非エルミート寄与は,周波数および温度推定の促進に寄与することが示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: Quantum metrology employs quantum properties to enhance the precision of physical parameters, in order to characterize quantum states as well as channels. Frequency and temperature estimations are of fundamental importance for these tasks and have been considerably treated in quantum sensing strategies. From the set of quantum features that can be exploited in quantum metrology, those related to non-Hermitian systems have received much attention in recent times. Here, we consider a paradigmatic non-Hermitian system, the quantum Swanson oscillator, as a probe system, in order to investigate how the non-Hermitian contribution affects the frequency and temperature estimation. We use the quantum Fisher information to compute the main results. Furthermore, to perform a fair comparison, we define a gain function which is the ratio between the quantum Fisher information with the non-Hermitian contribution and the quantum Fisher information when this term becomes Hermitian. In addition, the quantum Fisher information is discussed in terms of the energetic cost to include the non-Hermitian contribution. Given that we obtain the Hermitian counterpart of the Hamiltonian by applying the Dyson map, we also study the estimation of the parameters characterizing this mapping. Our results indicate that the non-Hermitian contribution in the Swanson quantum oscillator can contribute to enhance the frequency and temperature estimation.
• Abstract（参考訳）: 量子メートル法は、量子状態とチャネルを特徴づけるために、物理パラメータの精度を高めるために量子特性を用いる。 周波数と温度の推定はこれらのタスクの基本的重要性であり、量子センシング戦略においてかなり扱われてきた。 量子力学で活用できる量子的特徴の集合から、非エルミート系に関連するものは近年多くの注目を集めている。 ここでは,非エルミタン系である量子スワンソン発振器をプローブ系として,非エルミタン寄与が周波数および温度推定に与える影響について検討する。 量子フィッシャー情報を用いて主結果を計算する。 さらに、公平な比較を行うために、この項がエルミートとなるとき、量子フィッシャー情報と非エルミート寄与と量子フィッシャー情報との比であるゲイン関数を定義する。 さらに、量子フィッシャー情報は、非エルミート寄与を含むためのエネルギー的コストの観点から議論される。 ダイソン写像を適用することで、ハミルトニアンのエルミート対応が得られることを考慮し、この写像を特徴づけるパラメータの推定についても検討する。 以上の結果から,スワンソン量子発振器における非エルミート的寄与は,周波数および温度推定の促進に寄与することが示唆された。

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