論文の概要: Quantum sensing with critical systems: impact of symmetry, imperfections, and decoherence

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.04364v1
• Date: Wed, 07 Jan 2026 20:09:23 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-09 17:01:52.896671
• Title: Quantum sensing with critical systems: impact of symmetry, imperfections, and decoherence
• Title（参考訳）: 臨界系を用いた量子センシング : 対称性、不完全性、デコヒーレンスの影響
• Authors: Yinan Chen, Sara Murciano, Pablo Sala, Jason Alicea,
• Abstract要約: 絡み合った多体状態は、標準量子限界を超える高精度な量子センシングを可能にする。 我々は、量子臨界波動関数に基づく干渉センシングプロトコルを開発し、その性能をGreenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) とスピンスクイーズ状態と比較する。 気象資源としての対称性の考えに基づいて,最適測定戦略を同定するための対称性に基づくアルゴリズムを導入する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.162105123726839
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Entangled many-body states enable high-precision quantum sensing beyond the standard quantum limit. We develop interferometric sensing protocols based on quantum critical wavefunctions and compare their performance with Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) and spin-squeezed states. Building on the idea of symmetries as a metrological resource, we introduce a symmetry-based algorithm to identify optimal measurement strategies. We illustrate this algorithm both for magnetic systems with internal symmetries and Rydberg-atom arrays with spatial symmetries. We study the robustness of criticality for quantum sensing under non-unitary deformations, symmetry-preserving and symmetry-breaking decoherence, and qubit loss -- identifying regimes where critical systems outperform GHZ states and showing that non-unitary deformation can even enhance sensing precision. Combined with recent results on log-depth preparation of critical wavefunctions, interferometric sensing in this setting appears increasingly promising.
• Abstract（参考訳）: 絡み合った多体状態は、標準的な量子限界を超えた高精度な量子センシングを可能にする。 我々は、量子臨界波動関数に基づく干渉センシングプロトコルを開発し、その性能をGreenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) とスピンスクイーズ状態と比較する。 気象資源としての対称性の考えに基づいて,最適測定戦略を同定するための対称性に基づくアルゴリズムを導入する。 このアルゴリズムは、内部対称性を持つ磁気系と空間対称性を持つリドバーグ原子配列の両方について説明する。 非一元的変形、対称性保存および対称性破壊デコヒーレンス、および量子ビット損失の下での量子センシングの臨界性のロバスト性について検討し、臨界系がGHZ状態より優れており、非一元的変形が感覚精度を向上できることを示す。 臨界波動関数の対数深度化に関する最近の結果と相まって、この設定における干渉センシングはますます有望であるように思われる。

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