論文の概要: Power-Law Interactions Stabilize Time Crystals Realizing Quantum Energy Storage and Sensing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.14847v1
• Date: Wed, 20 Aug 2025 16:59:51 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-21 16:52:41.533507
• Title: Power-Law Interactions Stabilize Time Crystals Realizing Quantum Energy Storage and Sensing
• Title（参考訳）: 量子エネルギー貯蔵とセンシングを実現する時間結晶の安定化のためのパワールーインタラクション
• Authors: Ayan Sahoo, Debraj Rakshit,
• Abstract要約: 一次元スピン-1/2鎖における周期的フロッケ駆動下でのパワー-ロー相互作用の離散時間-結晶相について検討した。 本研究は,量子エネルギーを蓄積し,メロジカルエンハンスメントを達成するためのロバストなプラットフォームとしてFloquetシステムと相互作用するパワーローを位置づけた。
• 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: We study discrete time-crystalline (DTC) phases in one-dimensional spin-1/2 chains with power-law interactions under periodic Floquet driving. By generalizing Stark localization to power-law interaction profiles, we identify robust period-doubled dynamics across a wide range of interaction exponents, stabilized by the interplay between coherent driving and spatially varying coupling. Within the DTC phase, the energy stored in the system, interpreted as a quantum battery, increases superlinearly with system size, although no scaling advantage persists in normalized power. Beyond energy storage, we demonstrate that the DTC phase supports enhanced quantum sensing. The quantum Fisher information associated with estimating timing deviations in the drive scales superextensively with system size, surpassing the Heisenberg limit. The degree of quantum advantage can be tuned by varying the interaction exponent, though DTC behavior remains robust throughout. Our results position power-law interacting Floquet systems as robust platforms for storing quantum energy and achieving metrological enhancement.
• Abstract（参考訳）: 周期的なフロッケ駆動下でのパワー-ロー相互作用を有する1次元スピン-1/2鎖における離散時間結晶(DTC)相について検討した。 スターク局所化をパワー-ロー相互作用プロファイルに一般化することにより、コヒーレント駆動と空間的結合の相互作用によって安定化された、幅広い相互作用指数にわたる頑健な周期倍のダイナミクスを同定する。 DTCフェーズ内では、システムに蓄えられたエネルギーは量子電池と解釈され、システムサイズと超直線的に増加するが、正規化電力ではスケーリングの優位性は持続しない。 エネルギー貯蔵以外にも、DTC相が量子センシングの強化をサポートすることを示す。 ドライブ内のタイミング偏差を推定する量子フィッシャー情報は、ハイゼンベルク限界を超えるシステムサイズに超過的にスケールする。 量子優位性の度合いは相互作用指数の変化によって調整できるが、DTCの挙動はいまだに安定である。 本研究は,量子エネルギーを蓄積し,メロジカルエンハンスメントを達成するためのロバストなプラットフォームとしてFloquetシステムと相互作用するパワーローを位置づけた。

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