論文の概要: Quantum Metrology via Adiabatic Control of Topological Edge States
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.23168v1
- Date: Mon, 29 Dec 2025 03:23:46 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-30 22:37:30.388938
- Title: Quantum Metrology via Adiabatic Control of Topological Edge States
- Title（参考訳）: トポロジカルエッジ状態の断熱制御による量子メトロロジー
- Authors: Xingjian He, Aoqian Shi, Jianjun Liu, Jiangbin Gong,
- Abstract要約: 臨界に基づく量子センシングは、位相遷移点付近のシステムパラメータに対する過敏応答を利用する。
この研究は、プローブをトポロジカルエッジ状態として準備すると、トポロジカル位相遷移によって得られる2つのメロジカルアドバンテージを明らかにする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.859766589543244
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Criticality-based quantum sensing exploits hypersensitive response to system parameters near phase transition points. This work uncovers two metrological advantages offered by topological phase transitions when the probe is prepared as topological edge states. Firstly, the order of topological band touching is found to determine how the metrology sensitivity scales with the system size. Engineering a topological phase transition with higher-order band touching is hence advocated, with the associated quantum Fisher information scaling as $ \mathcal{F}_Q \sim L^{2p}$, with $L$ the lattice size in one dimension, and $p$ the order of band touching. Secondly, with a topological lattice accommodating degenerate edge modes (such as multiple zero modes), preparing an $N$-particle entangled state at the edge and then adiabatically tuning the system to the phase transition point grows quantum entanglement to macroscopic sizes, yielding $\mathcal{F}_Q \sim N^2 L^{2p}$. This work hence paves a possible topological phase transition-based route to harness entanglement, large lattice size, and high-order band touching for quantum metrology.
- Abstract（参考訳）: 臨界に基づく量子センシングは、位相遷移点付近のシステムパラメータに対する過敏応答を利用する。
この研究は、プローブをトポロジカルエッジ状態として準備すると、トポロジカル位相遷移によって得られる2つのメロジカルアドバンテージを明らかにする。
第一に、トポロジカルバンドタッチの順序は、メロジカル感度がシステムサイズとどのようにスケールするかを決定するのに役立つ。
そのため、高次バンドタッチによる位相位相遷移が提唱され、関連する量子フィッシャー情報スケーリングは、$ \mathcal{F}_Q \sim L^{2p}$、$L$は1次元の格子サイズ、$p$はバンドタッチの順序である。
第二に、退化エッジモード(多重零モードなど)を調節するトポロジカル格子を用いて、エッジで$N$粒子の絡み合った状態を作成し、その後、相転移点にシステムをアディベート的にチューニングすると、量子エンタングルメントがマクロサイズに増加し、$\mathcal{F}_Q \sim N^2 L^{2p}$となる。
この研究は、エンタングルメント、大きな格子サイズ、量子メロロジーのための高次バンドタッチを利用するトポロジカル位相遷移に基づく経路を舗装する。
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