論文の概要: Designing open spin-boson models for enabling quantum enhanced sensing through classical measurements

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.08756v1
• Date: Tue, 13 May 2025 17:20:13 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-14 20:57:54.688335
• Title: Designing open spin-boson models for enabling quantum enhanced sensing through classical measurements
• Title（参考訳）: 古典的測定による量子増強センシングを可能にするオープンスピンボソンモデルの設計
• Authors: Robert Mattes, Albert Cabot, Federico Carollo, Igor Lesanovsky,
• Abstract要約: 多くのボディモデルは、幅広い実験プラットフォームの物理学を捉えている。 スピンボソンモデルのある種のクラスに対して、多くのボディ量子増強は古典的な測定によって実際に達成できることが示される。
• 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: Many-body models consisting of spin degrees of freedom that interact collectively with bosonic modes capture the physics of a broad range of experimental platforms, including trapped-ion or cavity QED setups. Despite being conceptually simple, they feature rich phase diagrams and emergent critical behavior, particularly under nonequilibrium conditions where coherent interactions compete with dissipation. These collective effects, together with the continuous observation of quanta dissipated into the environment -- typically photons -- allow to realize quantum enhanced parameter estimation. However, protocols for tapping this enhancement typically involve intricate measurements on the combined system-environment state. Here we show that for certain classes of spin-boson models many-body quantum enhancement can in fact be achieved by classical measurements, such as photon counting. Our findings therefore highlight a route towards the design of systems that enable a practical implementation of quantum enhanced metrology through continuous measurements.
• Abstract（参考訳）: ボソニックモードと一括して相互作用するスピン自由度からなる多体モデルでは、閉じ込められたイオンや空洞QEDの設定を含む幅広い実験プラットフォームの物理学を捉えている。 特にコヒーレント相互作用が散逸と競合する非平衡条件下では、概念的には単純であるにもかかわらず、豊かな位相図と創発的な臨界挙動を特徴とする。 これらの集団効果は、環境(通常は光子)に放出される量子の連続的な観測とともに、量子強化されたパラメータ推定を実現する。 しかし、この拡張を打つためのプロトコルは、通常、システム環境と組み合わせた状態の複雑な測定を必要とする。 ここでは、スピンボソンモデルのある種のクラスにおいて、光子計数のような古典的な測定によって、多体量子増強が実際に達成可能であることを示す。 そこで本研究では,連続測定による量子化メロジの実践的な実装を可能にするシステム設計への道筋を明らかにする。

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