論文の概要: Globalized critical quantum metrology in dynamics of quantum Rabi model by auxiliary nonlinear term

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.14946v1
• Date: Tue, 18 Nov 2025 22:08:39 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-20 15:51:28.54807
• Title: Globalized critical quantum metrology in dynamics of quantum Rabi model by auxiliary nonlinear term
• Title（参考訳）: 補助非線形項による量子ラビモデルの力学における大域的臨界量子距離論
• Authors: Qiu-Yi Chen, Feng Qiao, Zu-Jian Ying,
• Abstract要約: 我々は, 臨界点を連続臨界状態にまで拡張できる補助的非線形項を導入する。 高い測定精度は、QRMの本来の臨界点から弱い結合限界まで、結合系全体にわたって全世界的に利用可能である。 本提案では,CQMにおけるQRMの局所的な制限を解消し,より広範なアプリケーションを実現する方法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.9384825025796277
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum Rabi model (QRM) is a fundamental model for light-matter interactions, the finite-component quantum phase transition (QPT) in the QRM has established a paradigmatic application for critical quantum metrology (CQM). However, such a paradigmatic application is restricted to a local regime of the QPT which has only a single critical point. In this work we propose a globalized CQM in the QRM by introducing an auxiliary nonlinear term which is realizable and can extend the critical point to a continuous critical regime. As a consequence, a high measurement precision is globally available over the entire coupling regime from the original critical point of the QRM down to the weak-coupling limit, as demonstrated by the globally accessible diverging quantum Fisher information in dynamics. We illustrate a measurement scheme by quadrature dynamics, with globally criticality-enhanced inverted variance as well as the scaling relation with respect to finite frequencies. In particular, we find that the globally high measurement precisions still survive in the presence of decoherence. Our proposal paves a way to break the local limitation of QPT of the QRM in CQM and enables a broader application, with implications of applicability in realistic situation.
• Abstract（参考訳）: 量子ラビモデル(QRM)は光-物質相互作用の基本モデルであり、QRMの有限成分量子相転移(QPT)は臨界量子メートル法(CQM)のパラダイム的応用を確立している。 しかし、そのようなパラダイム的応用は、単一の臨界点しか持たないQPTの局所的な体制に限られる。 本研究では,QRMにおける臨界点を連続臨界状態に拡張可能な補助非線形項を導入することにより,グローバル化されたCQMを提案する。 その結果、QRMの元々の臨界点から弱い結合限界まで、結合系全体にわたって高い測定精度がグローバルに利用可能となり、グローバルにアクセス可能な量子フィッシャー情報を動的に分散させることで示される。 本研究では, 有限周波数に対するスケーリング関係だけでなく, 世界的臨界度を増大させた逆分散を持つ二次力学による測定手法について述べる。 特に,デコヒーレンスの存在下では,世界規模で測定精度が高いことが判明した。 提案手法は,CQMにおけるQRMのQPTの局所的制限を破る手法であり,現実的な状況における適用性を考慮したより広範な適用を可能にする。

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