論文の概要: Quantum Sensing using Geometrical Phase in Qubit-Oscillator Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.21983v1
• Date: Wed, 26 Nov 2025 23:48:08 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-01 19:47:55.331035
• Title: Quantum Sensing using Geometrical Phase in Qubit-Oscillator Systems
• Title（参考訳）: 幾何位相を用いたQubit-Oscillatorシステムにおける量子センシング
• Authors: Nishchay Suri, Zhihui Wang, Tanay Roy, Davide Venturelli, Wibe Albert de Jong,
• Abstract要約: 結合量子ビットオシレータシステムのための量子センシングプロトコルを提案する。 幾何学的位相を利用することにより、標準的な量子限界を超える。 このプロトコルは、クビットマルコフノイズを示し、その状態依存性を保存する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.30130021285897
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We present a quantum sensing protocol for coupled qubit-oscillator systems that surpasses the standard quantum limit (SQL) by exploiting a geometrical phase. The signal is encoded in the geometrical phase that is proportional to the area enclosed in oscillator phase space. This area is amplified through squeezing, enabling sensitivities beyond the SQL. Our method is independent of oscillator's initial state, amenable to sensing with high-temperature or logical error-corrected states. The protocol shows robustness to qubit Markovian noise and preserves its state-independence, underscoring its practicality for next-generation quantum metrology. We demonstrate application to force sensing beyond the SQL in longitudinally coupled systems, and to high-precision measurements of couplings and pulse calibration surpassing SQL in dispersively coupled circuit quantum electrodynamics (cQED) architectures.
• Abstract（参考訳）: 本稿では、幾何学的位相を利用して標準量子限界(SQL)を超える結合量子ビットオシレータシステムに対する量子センシングプロトコルを提案する。 信号は、振動子位相空間に囲まれた領域に比例する幾何学的位相に符号化される。 この領域はスクイーズによって増幅され、SQL以外の感性を可能にする。 本手法は発振器の初期状態とは独立であり, 高温あるいは論理的誤り訂正状態の検知が可能である。 このプロトコルは、クビットマルコフ雑音に対するロバスト性を示し、その状態依存性を保ち、次世代量子メトロジーの実用性を強調している。 本稿では、縦結合系におけるSQLを超える強制センシングと、分散結合型回路量子電磁力学(cQED)アーキテクチャにおけるSQLを超える結合とパルスキャリブレーションの高精度測定への応用について述べる。

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