論文の概要: Quantum-enhanced sensing from the interplay of long-range interactions and non-Hermiticity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.01912v1
• Date: Sun, 03 May 2026 14:47:37 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-05 20:33:49.991778
• Title: Quantum-enhanced sensing from the interplay of long-range interactions and non-Hermiticity
• Title（参考訳）: 長距離相互作用の相互作用と非ハーモニティ性からの量子エンハンスセンシング
• Authors: Keshav Das Agarwal, Tanoy Kanti Konar, Leela Ganesh Chandra Lakkaraju, Aditi Sen De,
• Abstract要約: ロングレンジ(LR)量子スピンシステムは、量子情報処理とセンシングに有望な利点を提供する。 本稿では,貯水池に結合した長距離XXスピンモデルにおけるパラメータ推定について検討する。 システムパラメータの適切なチューニングにより、LR方式では、QFIの時間スケールとシステムサイズスケーリングの両方が強化されていることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Long-range (LR) quantum spin systems offer promising advantages for quantum information processing and sensing. Here, we investigate parameter estimation in an long-range XX spin model coupled to a reservoir, which gives rise to an effective long-range RT-symmetric non-Hermitian iXY Hamiltonian. The interactions extend up to a tunable coordination range and decay algebraically with distance, enabling a direct comparison between long-range and short-range (SR) regimes. Focusing on the estimation of the transverse magnetic field and anisotropy parameter, we initialize the system in a fully polarized state and analyze the resulting dynamical quantum Fisher information (QFI). We show that, with suitable tuning of the system parameters, both the time and system-size scaling of the QFI are enhanced in the LR regime relative to their SR counterparts. Moreover, the non-Hermitian LR model can exhibit superior dynamical QFI compared with the corresponding Hermitian model, demonstrating a genuine metrological advantage induced by the interplay of long-range interactions and non-Hermitian effects. In contrast, we establish a no-go result at the critical magnetic field: when the probe is prepared in the lowest-energy eigenstate, the QFI scaling remains identical for the Hermitian and non-Hermitian cases.
• Abstract（参考訳）: ロングレンジ(LR)量子スピンシステムは、量子情報処理とセンシングに有望な利点を提供する。 ここでは、貯水池に結合した長距離XXスピンモデルにおけるパラメータ推定について検討し、有効長距離RT対称非エルミタンiXYハミルトニアンを生じる。 相互作用は調整可能な調整範囲まで広がり、距離とともに代数的に崩壊し、長距離と短距離(SR)レギュレーションの直接比較を可能にする。 横磁場と異方性パラメータの推定に焦点をあてて、完全に偏極状態のシステムを初期化し、結果の動的量子フィッシャー情報(QFI)を分析する。 システムパラメータの適切なチューニングにより、QFIの時間スケールとシステムサイズスケーリングの両方が、SRと相対的にLRレギュレータで強化されていることを示す。 さらに、非エルミートLRモデルは、対応するエルミートモデルよりも優れた動的QFIを示し、長距離相互作用と非エルミート効果の相互作用によって引き起こされる真のメソジカル優位性を示す。 対照的に、臨界磁場において、プローブが最低エネルギーの固有状態で準備された場合、QFIスケーリングはエルミートおよび非エルミートの場合と同一である。

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