論文の概要: Four-mode quantum sensing and Fisher information in a spin-orbit-coupled Bose gas
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.04140v1
- Date: Wed, 06 Aug 2025 07:09:12 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-07 20:09:22.579653
- Title: Four-mode quantum sensing and Fisher information in a spin-orbit-coupled Bose gas
- Title（参考訳）: スピン軌道結合ボースガス中の4モード量子センシングとフィッシャー情報
- Authors: Fei Zhu, Zheng Tang, Liang Zeng, Shu Wang, Li Chen,
- Abstract要約: 系が自然に$mathfraksu(4)$環に6つのSU(2)部分空間を持つ4モードモデルを構築することができることを示す。
その結果, 2モードモデルを超えて, SOCにより誘導される4モードカップリングにより, よりリッチな絡み合いの知覚がもたらされることが示唆された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 29.30997440265779
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Multi-mode squeezing and entanglement are important resources in quantum metrology and sensing. For spin-1/2 Bose-Einstein condensates subject to spin-orbit coupling (SOC), previous studies on spin squeezing have been limited to two-mode systems. In this work, we demonstrate that such a system can naturally construct a four-mode model spanning an $\mathfrak{su}(4)$ algebra with six SU(2) subspaces. Using spin squeezing parameters and quantum Fisher information matrices, we analyze the dynamical evolution of coherent spin states. The results show that, beyond two-mode models, the SOC-induced four-mode couplings give rise to richer entanglement-enhanced sensing approaching the Heisenberg limit across various SU(2) subspaces. Additionally, by tuning a single system parameter (the Raman Rabi frequency), one can selectively control the optimal measurement directions across different subspaces.
- Abstract（参考訳）: マルチモードのスクイーズと絡み合いは量子力学とセンシングにおいて重要な資源である。
スピン-1/2 ボース-アインシュタイン凝縮体はスピン軌道カップリング (SOC) を受けるが、スピンスクイーズに関するこれまでの研究は2モード系に限られていた。
本研究では、そのような系が自然に$\mathfrak{su}(4)$環に6つのSU(2)部分空間を持つ4モードモデルを構築することができることを示す。
スピンスクイーズパラメータと量子フィッシャー情報行列を用いて、コヒーレントスピン状態の動的進化を分析する。
その結果, 2モードモデルを超えて, SOCにより誘導される4モード結合は, 様々なSU(2)部分空間にまたがるハイゼンベルク極限に近づくよりリッチな絡み合い強化センシングをもたらすことが示された。
さらに、単一のシステムパラメータ(ラマンラビ周波数)をチューニングすることで、異なる部分空間間で最適な測定方向を選択的に制御することができる。
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