論文の概要: Anti-Critical Quantum Metrology

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.03675v1
• Date: Tue, 03 Feb 2026 15:55:28 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-04 18:37:15.555571
• Title: Anti-Critical Quantum Metrology
• Title（参考訳）: 反臨界量子メトロロジー
• Authors: George Mihailescu, Karol Gietka,
• Abstract要約: 臨界量子気象学は、パラメータ推定の精度を高めるために、量子相転移の近くの量子フィッシャー情報の劇的な成長を利用する。 伝統的に、この拡張は閉鎖エネルギーギャップと関連付けられており、これにより、断熱的準備や緩和の特徴的な時間スケールが、システムサイズの増加とともに分散する。 ここでは、相互作用量子系において、エネルギーギャップの変動、量子フィッシャー情報、達成可能な精度の関係がはるかに微妙であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Critical quantum metrology exploits the dramatic growth of the quantum Fisher information near quantum phase transitions to enhance the precision of parameter estimation. Traditionally, this enhancement is associated with a closing energy gap, which causes the characteristic timescales for adiabatic preparation or relaxation to diverge with increasing system size. Consequently, the apparent growth of the quantum Fisher information largely reflects the increasing evolution time induced by critical slowing down, rather than a genuine gain in metrological performance, thereby severely limiting the practical usefulness of such protocols. Here we show that the relationship between energy-gap variations, quantum Fisher information, and achievable precision is far more subtle in interacting quantum systems: enhanced sensitivity does not require a vanishing gap, and, perhaps more surprisingly, a decreasing quantum Fisher information does not necessarily imply reduced precision once the time is properly taken into account. Building on this insight, we introduce an anti-critical metrology scheme that achieves enhanced precision while the energy gap increases. We illustrate this mechanism using the quantum Rabi model, thereby identifying a route to metrological advantage that avoids the critical slowing down associated with conventional criticality.
• Abstract（参考訳）: 臨界量子気象学は、パラメータ推定の精度を高めるために、量子相転移の近くの量子フィッシャー情報の劇的な成長を利用する。 伝統的に、この拡張は閉鎖エネルギーギャップと関連付けられており、これにより、断熱的準備や緩和の特徴的な時間スケールが、システムサイズの増加とともに分散する。 したがって、量子フィッシャー情報の明らかな成長は、気象学的性能の真の向上よりも、臨界減速によって引き起こされる進化時間の増加を反映しており、そのため、そのようなプロトコルの実用性は著しく制限される。 ここでは、エネルギーギャップの変動、量子フィッシャー情報、および達成可能な精度の関係が、相互作用する量子システムにおいてはるかに微妙であることを示す。 この知見に基づいて,エネルギーギャップが増大するにつれて精度を向上する反臨界気象学スキームを導入する。 このメカニズムを量子 Rabi モデルを用いて説明し,従来の臨界度に付随する臨界速度低下を回避するために,気象学的優位性へのルートを同定する。

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