論文の概要: Critical quantum metrology using non-Hermitian spin model with RT-symmetry
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.24331v2
- Date: Sun, 20 Apr 2025 11:25:50 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-22 15:07:02.342105
- Title: Critical quantum metrology using non-Hermitian spin model with RT-symmetry
- Title(参考訳): RT対称性を持つ非エルミートスピンモデルを用いた臨界量子距離論
- Authors: Keshav Das Agarwal, Tanoy Kanti Konar, Leela Ganesh Chandra Lakkaraju, Aditi Sen De,
- Abstract要約: 我々は、$mathcalRT$-対称性を持つKaplan-Shekhtman-Entin-Wohlman-Aharony相互作用を持つ非エルミート的逆の$XY$モデルについて研究する。
系の磁場を正確に推定するために、iKSEA$モデルの基底状態の量子フィッシャー情報(QFI)が、システムサイズである$N2$までスケールできることを証明した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The non-Hermitian transverse $XY$ model with Kaplan-Shekhtman-Entin-Wohlman-Aharony (KSEA) interaction having $\mathcal{RT}$-symmetry, referred to as $iKSEA$ model, possesses both an exceptional point at which eigenvectors coalesce and a quantum critical point where gap-closing occurs. To precisely estimate the magnetic field of the system, we prove that the quantum Fisher information (QFI) of the ground state of the $iKSEA$ model, which is a lower bound of the precision quantified by the root mean square error, scales as $N^2$, with $N$ being the system-size. This provides Heisenberg scaling both at the quantum critical point and the exceptional point in the thermodynamic limit. It indicates that reservoir engineering can provide enhanced precision of system parameters when the system is in contact with the bath, resulting in this non-Hermitian model. Additionally, we demonstrate analytically that, in contrast to Hermitian systems, QFI surpasses the Heisenberg limit and achieves super-Heisenberg scaling ($\sim N^6$), when the strength of the KSEA interaction approaches the anisotropy parameter, permitting competition between non-hermiticity and hermiticity features, as long as the system size is moderate. Moreover, we illustrate that starting from a product state, the non-Hermitian evolving Hamiltonian can create the dynamical state that surpasses the standard quantum limit in the broken regime.
- Abstract(参考訳): 非エルミート的逆の$XY$モデルとKaplan-Shekhtman-Entin-Wohlman-Aharony (KSEA) 相互作用は$\mathcal{RT}$-対称性を持ち、$iKSEA$モデルと呼ばれ、固有ベクトルが合体する例外的な点とギャップ閉包が起こる量子臨界点の両方を持っている。
システムの磁場を正確に推定するために、ルート平均二乗誤差によって量子化された精度の低い値である$iKSEA$モデルの基底状態の量子フィッシャー情報(QFI)が、システムサイズである$N^2$までスケールすることを証明した。
これにより、ハイゼンベルクは量子臨界点と熱力学極限の例外点の両方でスケールすることができる。
貯水池工学は, システムが浴槽に接触している場合に, システムパラメータの精度を向上し, この非エルミタンモデルを実現することを示唆している。
さらに、エルミート系とは対照的に、KSEA相互作用の強度が異方性パラメータに近づくと、QFIはハイゼンベルク極限を超え、超ハイゼンベルクスケーリング(\sim N^6$)を達成する。
さらに、積状態から始めると、非エルミート進化ハミルトン状態は、壊れた状態の標準量子極限を超える動的状態を生成することができる。
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