論文の概要: Optimizing Quantum Entanglement Preservation in a Qubit Qubit System with Dzyaloshinskii Moriya Interaction under Noisy Magnetic Fields via Feedback Control

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.02151v1
• Date: Mon, 04 May 2026 02:27:09 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-05 20:33:50.106941
• Title: Optimizing Quantum Entanglement Preservation in a Qubit Qubit System with Dzyaloshinskii Moriya Interaction under Noisy Magnetic Fields via Feedback Control
• Title（参考訳）: フィードバック制御によるノイズ磁場下でのジルアロシンスキーモリヤ相互作用を用いたクビット量子ビット系における量子絡み合いの最適保存
• Authors: Seyed Mohsen Moosavi Khansari,
• Abstract要約: 量子ビット系における絡み合い力学のMoosavi Khansari と Kazemi Hasanvand [27] による以前の研究を拡張した。 我々はリンドブラッドのマスター方程式を導出し、量子軌道をシミュレートし、色雑音下での負性度を定量化する。 次に、DM相互作用強度D_z(t)を動的に調整し、目標値付近で負性を維持するための比例積分フィードバックプロトコルを設計する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Quantum entanglement is a key resource for quantum information processing and sensing, but it is severely degraded by environmental noise. We extend the previous study by Moosavi Khansari and Kazemi Hasanvand [27] of entanglement dynamics in a qubit qubit system with Dzyaloshinskii Moriya (DM) interaction and static magnetic fields to the realistic case of time varying, stochastic magnetic fields. We derive a stochastic Lindblad master equation and simulate quantum trajectories to quantify the negativity under colored noise. We then design a proportional integral feedback protocol that dynamically adjusts the DM interaction strength D_z (t) to maintain negativity near a target value. The feedback stabilized state is used as a probe for quantum metrology: we compute the quantum Fisher information (QFI) for estimating an unknown static field B_0. Our simulations show that feedback increases the time averaged negativity from 0.21 to 0.42 for α=1 at noise amplitude σ=0.5, leading to a factor 2.4 improvement in sensitivity over the classical shot noise limit. This work provides a practical route to protect entanglement in noisy environments and enhances quantum sensing performance.
• Abstract（参考訳）: 量子エンタングルメントは、量子情報処理とセンシングの鍵となる資源であるが、環境騒音により著しく劣化している。 我々は,Dzyaloshinskii Moriya (DM) 相互作用と静磁場を用いた量子ビット系における絡み合い力学のMoosavi Khansari と Kazemi Hasanvand [27] による以前の研究を,時間変化,確率的磁場の現実的な場合にまで拡張した。 確率的リンドブラッドマスター方程式を導出し、量子軌道をシミュレートし、色雑音下での負性度を定量化する。 次に、DM相互作用強度D_z(t)を動的に調整し、目標値付近で負性を維持するための比例積分フィードバックプロトコルを設計する。 我々は、未知の静的場B_0を推定するために量子フィッシャー情報(QFI)を計算する。 シミュレーションの結果, ノイズ振幅σ=0.5のα=1では0.21から0.42にフィードバックが増加し, 古典的なショットノイズ限界に対する感度が2.4向上した。 この研究は、ノイズの多い環境における絡み合いを保護し、量子センシング性能を高めるための実用的な経路を提供する。

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