論文の概要: Temperature-induced measurement sensitivity enhancement via imaginary weak values

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.04048v1
• Date: Thu, 04 Sep 2025 09:28:44 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-12 14:15:40.858379
• Title: Temperature-induced measurement sensitivity enhancement via imaginary weak values
• Title（参考訳）: 虚弱値による温度依存性測定感度向上
• Authors: Lorena Ballesteros Ferraz, Alexandre Matzkin, Alok Kumar Pan,
• Abstract要約: 初期プローブ状態が混合された場合, 測定感度を高めるために, 弱い測定と後選択の可能性を検討する。 我々は、信号対雑音比と最終プローブ状態の量子フィッシャー情報という、2つの重要な量に焦点を当てる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 41.99844472131922
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We investigate the potential of weak measurement and post-selection to enhance measurement sensitivity when the initial probe state is mixed. In our framework, the mixedness of the probe's density operator is controlled by temperature. We focus on two key quantities: the signal-to-noise ratio and the quantum Fisher information of the final probe state, evaluated after post-selection is applied on the system. Our analysis employs a rigorous, all-order coupling treatment of measurement, demonstrating that the signal-to-noise ratio can be enhanced in certain scenarios by increasing the temperature. However, this enhancement is fundamentally constrained by the validity conditions of the weak measurement regime. Regarding the quantum Fisher information, we find that for a pure probe state, incorporating post-selection does not improve precision beyond the standard (non-post-selected) strategy when the post-selection probability is accounted for. In contrast, when the initial probe state is mixed, the quantum Fisher information for the probe state after post-selection in the system can surpass that of the standard strategy. Notably, we show that the quantum Fisher information might diverge and grow unboundedly with temperature, illustrating a scenario where thermal noise can, counterintuitively, enhance metrological precision.
• Abstract（参考訳）: 初期プローブ状態が混合された場合, 測定感度を高めるために, 弱い測定と後選択の可能性を検討する。 この枠組みでは、プローブの密度演算子の混合性は温度によって制御される。 本稿では,信号対雑音比と最終プローブ状態の量子フィッシャー情報という,選択後の2つの重要な量に着目した。 本分析では, 厳密な全次結合処理を用いて, 温度を上昇させることにより, 信号対雑音比を一定のシナリオで向上できることを実証した。 しかし、この強化は、弱い測定体制の妥当性条件によって根本的に制約されている。 量子フィッシャー情報に関して、純粋なプローブ状態の場合、選択後の確率が考慮されると、選択後の精度が標準(非選択)戦略を超えて向上しないことが分かる。 対照的に、初期プローブ状態が混合された場合、システムにおける選択後のプローブ状態の量子フィッシャー情報は、標準戦略のそれを上回ることができる。 特に、量子フィッシャー情報は温度とともにばらばらに変化し、成長する可能性を示し、熱ノイズが対意的に、気象学的精度を高めるシナリオを示す。

関連論文リスト

• Nonequilibrium thermometry via an ensemble of initially correlated qubits [0.0]
  温度プローブとして働く量子ビットのアンサンブルは、マクロな熱浴と弱く結合される。 熱化の過渡期におけるQFI(Quantum Fisher Information)のピークを観測する。 量子相関の影響は、この研究の中心的な特徴として現れている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-07-04T10:49:39Z)
• Energy measurements remain thermometrically optimal beyond weak coupling [0.0]
  我々は、プローブとサンプルの相互作用において、有限カップリング量子温度測定の一般的な摂動理論を開発する。 仮定すると、プローブとサンプルは熱平衡にあるので、プローブは平均力ギブス状態によって記述される。 我々は、結合において、究極の温度測定精度が2次まで達成可能であることを証明した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-02-06T19:01:07Z)
• Probing finite-temperature observables in quantum simulators of spin systems with short-time dynamics [62.997667081978825]
  ジャジンスキー等式から動機付けられたアルゴリズムを用いて, 有限温度可観測体がどのように得られるかを示す。 長範囲の逆場イジングモデルにおける有限温度相転移は、捕捉されたイオン量子シミュレータで特徴づけられることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-06-03T18:00:02Z)
• High-precision estimation of the parameters in the reservoir via the two-level system [0.0]
  1量子プローブを用いたパラメータ推定には,絡み合った状態と最適重ね合わせ状態が有用である。 量子フィッシャー情報を返す現象は、デチューニングや温度が推定されるときに起こる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-05-06T08:44:55Z)
• Taking the temperature of a pure quantum state [55.41644538483948]
  温度は一見単純な概念で、量子物理学研究の最前線ではまだ深い疑問が浮かび上がっています。 本稿では,量子干渉による純状態の温度測定手法を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-30T18:18:37Z)
• Adiabatic Sensing Technique for Optimal Temperature Estimation using Trapped Ions [64.31011847952006]
  捕捉イオンを用いた最適なフォノン温度推定のための断熱法を提案する。 フォノンの熱分布に関する関連する情報は、スピンの集合的な自由度に伝達することができる。 それぞれの熱状態確率は、各スピン励起構成に近似的にマッピングされることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-12-16T12:58:08Z)
• In and out of equilibrium quantum metrology with mean-field quantum criticality [68.8204255655161]
  本稿では,集団遷移現象が量子力学プロトコルに与える影響について考察する。 単一球面量子スピン(SQS)は平均場レベルでの分析的な洞察を可能にするステレオタイプ玩具モデルとして機能する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-01-09T19:20:42Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。