論文の概要: Critical Quantum Sensing: a tutorial on parameter estimation near quantum phase transitions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.02035v1
- Date: Thu, 02 Oct 2025 14:08:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-03 14:32:17.278783
- Title: Critical Quantum Sensing: a tutorial on parameter estimation near quantum phase transitions
- Title（参考訳）: 臨界量子センシング--量子相転移近傍のパラメータ推定のチュートリアル
- Authors: George Mihailescu, Uesli Alushi, Roberto Di Candia, Simone Felicetti, Karol Gietka,
- Abstract要約: このチュートリアルでは、鍵となる概念の教育的な紹介と、卓越した量子センシング戦略の詳細な概要を提供する。
基本資源に対する推定精度の最適スケーリングに特に重点を置いている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum phenomena offer the possibility of measuring physical quantities with precision beyond classical limits. However, current progress is constrained by scalability, environmental noise, and challenges in practical integration. This highlights the necessity for novel approaches. An emerging paradigm in this direction is \emph{critical quantum metrology} -- which harnesses the enhanced susceptibility and nonclassical correlations naturally occurring near quantum phase transitions as resources for quantum-enhanced precision. This tutorial provides a pedagogical introduction to key concepts and a detailed overview of prominent quantum sensing strategies that exploit critical phenomena in metrology. Through examples of increasing complexity, the reader is guided through various critical quantum sensing protocols applied to different critical systems. Special emphasis is placed on the optimal scaling of estimation precision with respect to fundamental resources. Finally, we discuss how critical quantum metrology extends from idealized models to realistic open-system and dissipative regimes, and outline both the challenges and opportunities for future quantum technologies.
- Abstract（参考訳）: 量子現象は、古典的な限界を超える精度で物理量を測定することができる。
しかし、現在の進歩はスケーラビリティ、環境騒音、実践的な統合における課題によって制約されている。
これは新しいアプローチの必要性を浮き彫りにする。
この方向の新たなパラダイムは 'emph{ critical quantum metrology' であり、量子増幅精度の資源として量子相転移の近傍で自然に発生する感受性と非古典的相関の強化を利用する。
このチュートリアルでは、鍵となる概念の教育的な紹介と、メトロジーにおける重要な現象を利用する顕著な量子センシング戦略の詳細な概要を提供する。
複雑化の例を通して、読者は異なる臨界系に適用される様々な臨界量子センシングプロトコルを通して導かれる。
基本資源に対する推定精度の最適スケーリングに特に重点を置いている。
最後に、量子距離論が理想化されたモデルから現実的なオープンシステムや散逸的な状態へとどのように拡張するかを論じ、将来の量子技術における課題と機会を概説する。
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