論文の概要: Enhanced quantum sensing in time-modulated non-Hermitian systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.16217v2
- Date: Fri, 21 Mar 2025 04:25:43 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-24 11:33:42.161651
- Title: Enhanced quantum sensing in time-modulated non-Hermitian systems
- Title（参考訳）: 時間変調非エルミート系における量子センシングの高度化
- Authors: Qi-Cheng Wu, Yan-Hui Zhou, Tong Liu, Yi-Hao Kang, Qi-Ping Su, Chui-Ping Yang, Zheng-Wei Zhou,
- Abstract要約: 本稿では, 時間変調型NHシステムにおいて, 量子センシングの高度化を実現するための2つの理論スキームを提案する。
固有値に基づく量子センサは、従来のヘルミタンセンサに比べて9.21倍改善されている。
固有状態に基づく量子センサでは、拡張は従来のヘルミタンセンサーの最大50倍に達する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.095831273485371
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- Abstract: Enhancing the sensitivity of quantum sensing near an exceptional point represents a significant phenomenon in non-Hermitian (NH) systems. However, the application of this property in time-modulated NH systems remains largely unexplored. In this work, we propose two theoretical schemes to achieve enhanced quantum sensing in time-modulated NH systems by leveraging the coalescence of eigenvalues and eigenstates. We conduct a comprehensive analysis of the full energy spectrum, including both real and imaginary components, the population distribution of eigenstates, and various characteristics associated with optimal conditions for sensitivity enhancement. Numerical simulations confirm that eigenvalue-based quantum sensors exhibit a 9.21-fold improvement compared to conventional Hermitian sensors, aligning with the performance of existing time-independent NH sensors. Conversely, for eigenstate-based quantum sensors, the enhancement reaches up to 50 times that of conventional Hermitian sensors, surpassing the results of existing time-independent NH sensors. Moreover, the eigenstate-based sensor exhibits divergent susceptibility even when not close to an exceptional point. Our findings pave the way for advanced sensing in time-sensitive contexts, thereby complementing existing efforts aimed at harnessing the unique properties of open systems.
- Abstract（参考訳）: 例外点付近での量子センシングの感度を高めることは、非エルミート系(NH)において重要な現象である。
しかし、この性質を時間変調型NHシステムに適用することは、まだほとんど解明されていない。
本研究では、固有値と固有状態の合体を利用して、時間変調型NHシステムにおける量子センシングの高度化を実現するための2つの理論的スキームを提案する。
本研究は, 実数成分と虚数成分, 固有状態の個体群分布, 感度向上のための最適条件に関連する諸特性を含む全エネルギースペクトルを包括的に分析する。
数値シミュレーションにより、固有値に基づく量子センサは従来のヘルミタンセンサと比較して9.21倍の改善を示し、既存の時間非依存のNHセンサの性能と一致している。
逆に、固有状態に基づく量子センサでは、拡張は従来のヘルミタンセンサーの最大50倍に達する。
さらに、固有状態に基づくセンサは、異常点に近づかない場合でも、異なる感受性を示す。
我々の研究は、時間に敏感な文脈における高度なセンシングの道を開くことで、オープンシステムのユニークな特性を活用することを目的とした既存の取り組みを補完するものである。
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