論文の概要: Quantum-enhanced parameter estimation in continuously monitored boundary time crystals

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.15448v1
• Date: Thu, 21 Aug 2025 11:11:30 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-22 16:26:46.289543
• Title: Quantum-enhanced parameter estimation in continuously monitored boundary time crystals
• Title（参考訳）: 連続観察された境界時間結晶における量子強調パラメータ推定
• Authors: Eoin O'Connor, Victor Montenegro, Francesco Albarelli, Matteo G. A. Paris, Abolfazl Bayat, Marco G. Genoni,
• Abstract要約: 時間-結晶相において、最終的な精度はシステムサイズで立方体スケール($f_mathrmglobalsim N3$)を示す。 そして、実験的にアクセス可能な戦略を用いて、この境界が既に有限$N$で達成可能であることを数値的に示す。
• 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 investigate quantum-enhanced parameter estimation in boundary time crystals (BTCs) via continuous monitoring. By analytically deriving the global quantum Fisher information rate, we show that in the time-crystal phase the ultimate precision exhibits a cubic scaling with the system size, $f_{\mathrm{global}}\sim N^3$, surpassing both the sensitivity at the critical point and the standard quantum limit (SQL). We then numerically demonstrate that this bound can be attained already at finite $N$ using experimentally accessible strategies: continuous photodetection and, in particular, continuous homodyne detection. Moving towards realistic implementations, we derive the fundamental precision limits for inefficient detection ($\eta<1$). While inefficiencies asymptotically restore SQL scaling, a constant-factor quantum advantage remains possible, diverging as $\eta\!\to\!1$. Numerical simulations show that homodyne detection outperforms photodetection in approaching the ultimate bound and consistently provides a collective advantage over independent single-qubit protocols, which grows with $N$.
• Abstract（参考訳）: 連続モニタリングによる境界時間結晶(BTC)の量子化パラメータ推定について検討する。 解析的にグローバルな量子フィッシャー情報レートを導出することにより、時間-結晶相において、最終的な精度はシステムサイズで立方体スケールを示し、臨界点における感度と標準量子限界(SQL)を上回ります。 そして、連続光検出と特に連続ホモダイン検出という実験的に利用可能な戦略を用いて、この境界が既に有限$N$で達成可能であることを数値的に示す。 現実的な実装に向けて、非効率検出の基本的な精度限界を導出する(\eta<1$)。 不効率は漸近的にSQLスケーリングを復元するが、定数要素の量子優位性は引き続き可能であり、$\eta\! やれ! 1ドル。 数値シミュレーションにより、ホモダイン検出は極端境界に近づく際に光検出よりも優れており、独立な単一量子ビットプロトコルに対して一貫した優位性を示し、これは$N$で成長する。

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