論文の概要: Quantum sensor network metrology with bright solitons

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.15348v1
• Date: Mon, 21 Jul 2025 08:01:36 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-22 20:51:32.310683
• Title: Quantum sensor network metrology with bright solitons
• Title（参考訳）: 明るいソリトンを用いた量子センサネットワークメロロジー
• Authors: Dmitriy Tsarev, Stepan Osipov, Ray-Kuang Lee, Sergey Kulik, Alexander Alodjants,
• Abstract要約: General Heisenberg Limit (GHL) は未知のパラメータの測定と推定精度の基本的な制限を特徴付けている。 3モードソリトンジョセフソン接合(TMSJJ)はソリトンジョセフソン接合(SJJ)ボソニックモデルのための3モード拡張である。 我々の発見は、原子線回路を用いた量子ネットワークセンサーの新しい可能性を開く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 39.58317527488534
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We consider multiparameter quantum metrology problem with bright soliton networks in the presence of weak losses. We introduce General Heisenberg Limit (GHL) $\sigma_{\boldsymbol{\chi}}=1/N^k$ that characterizes fundamental limitations for unknown parameter measurement and estimation accuracy $\sigma_{\boldsymbol{\chi}}$ within linear ($k=1$) and nonlinear ($k=3$) quantum metrology approaches to solitons. We examine multipartite $N00N$ states specially prepared for the improvement of multiparameter estimation protocols. As a particular example of producing such states, we propose the three-mode soliton Josephson junction (TMSJJ) system as a three mode extension for the soliton Josephson junction (SJJ) bosonic model, which we previously proposed. The energy spectrum of the TMSJJ exhibits sharp phase transition peculiarities for the TMSJJ ground state. The transition occurs from a Gaussian-like (coherent) state to the superposition of entangled Fock states, which rapidly approach the three-mode $N00N$ state. We show that in the presence of weak losses, the TMSJJ enables saturate scaling relevant to the optimal state limit close to the GHL. Our findings open new prospects for quantum network sensorics with atomtronic circuits.
• Abstract（参考訳）: 弱損失の存在下では、明るいソリトンネットワークを用いたマルチパラメータ量子距離問題を考える。 一般ハイゼンベルク極限(GHL)$\sigma_{\boldsymbol{\chi}}=1/N^k$は、未知パラメータの測定と推定精度の基本的な制限を特徴付ける。 マルチパラメータ推定プロトコルの改良のために特別に準備された多部式$N00N$状態について検討する。 このような状態を生成する特別の例として,これまでに提案したソリトンジョセフソン接合(SJJ)ボソニックモデルに対する3モード拡張として,三モードソリトンジョセフソン接合(TMSJJ)システムを提案する。 TMSJJのエネルギースペクトルは、TMSJJ基底状態に対して鋭い相転移特性を示す。 この遷移は、ガウス的な(コヒーレントな)状態から、絡み合ったフォック状態の重ね合わせに始まり、3モードの$N00N$状態に急速に近づく。 弱い損失が存在する場合、TMSJJはGHLに近い最適状態制限に関係した飽和スケーリングを可能にする。 我々の発見は、原子線回路を用いた量子ネットワークセンサーの新しい可能性を開く。

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