論文の概要: Shake before use: universal enhancement of quantum thermometry by unitary

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.19631v1
• Date: Mon, 24 Nov 2025 19:07:04 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-26 17:37:04.123051
• Title: Shake before use: universal enhancement of quantum thermometry by unitary
• Title（参考訳）: 使用前のシェイク:ユニタリによる量子温度測定の普遍的向上
• Authors: Emanuele Tumbiolo, Lorenzo Maccone, Chiara Macchiavello, Matteo G. A. Paris, Giacomo Guarnieri,
• Abstract要約: このレターは、熱化されたプローブに適用された任意の温度依存のユニタリ駆動が、その平衡値に関してその量子フィッシャー情報を強化することを示す一般的なモデルに依存しない結果を定めている。 さらに, 共振変調によりフィッシャー情報の2次時間スケーリングが著しく回復し, 感度ピークを任意の温度範囲に移動させることができることを示す。
• 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 thermometry aims at determining temperature with ultimate precision in the quantum regime. Standard equilibrium approaches, limited by the Quantum Fisher Information given by static energy fluctuations, lose sensitivity outside a fixed temperature window. Non-equilibrium strategies have therefore been recently proposed to overcome these limits, but their advantages are typically model-dependent or tailored for a specific purpose. This Letter establishes a general, model-independent result showing that any temperature-dependent unitary driving applied to a thermalized probe enhances its quantum Fisher information with respect to its equilibrium value. Such information gain is expressed analytically through a positive semi-definite kernel of information currents that quantify the flow of statistical distinguishability. Our results are benchmarked on a driven spin-$1/2$ thermometer, furthermore showing that resonant modulations remarkably restore the quadratic-in-time scaling of the Fisher information and allow to shift the sensitivity peak across arbitrary temperature ranges. Our findings identify external unitary control as a universal resource for precision metrology and pave the way for future implementations in quantum sensing.
• Abstract（参考訳）: 量子温度測定は、量子状態の最終的な精度で温度を決定することを目的としている。 静的なエネルギーゆらぎによって与えられる量子フィッシャー情報によって制限された標準平衡アプローチは、固定された温度窓の外で感度を失う。 したがって、これらの限界を克服するために最近非平衡戦略が提案されているが、それらの利点はモデルに依存しているか、特定の目的のために調整されている。 このレターは、熱化されたプローブに適用された任意の温度依存のユニタリ駆動が、その平衡値に関してその量子フィッシャー情報を強化することを示す一般的なモデルに依存しない結果を定めている。 このような情報ゲインは、統計的識別可能性の流れを定量化する情報電流の正の半定核を介して解析的に表現される。 さらに, 共振変調によりフィッシャー情報の2次時間スケーリングが著しく回復し, 感度ピークを任意の温度範囲に移動させることができることを示す。 本研究は,外的ユニタリ制御を高精度気象学の普遍的な資源とみなし,量子センシングの今後の実装の道を開くものである。

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