論文の概要: Super-Heisenberg Non-Equilibrium Quantum Sensing with Waveguide-Coupled Emitters
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.11975v1
- Date: Wed, 10 Jun 2026 11:54:09 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-11 16:42:38.437739
- Title: Super-Heisenberg Non-Equilibrium Quantum Sensing with Waveguide-Coupled Emitters
- Title（参考訳）: 導波路結合エミッタを用いた超ハイゼンベルク非平衡量子センシング
- Abstract要約: 量子フィッシャー情報 (QFI) は, 注意深いエミッタ位置決めによって著しく向上できることを示す。
本研究は,導波管結合型エミッタアレイの汎用量子センサとしての可能性を強調した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We explore an array of quantum emitters as non-equilibrium probes, coupled to a one-dimensional photonic waveguide, aiming to estimate its properties such as wave number which encodes the waveguide frequency and dispersive characteristics. By considering transient dynamics following initial excitation, we show that the quantum Fisher information (QFI) can be significantly enhanced through careful emitter positioning. For two-emitter probes, optimal spacing stabilizes populations and coherences in the single-excitation subspace, suppressing super radiant decay and extending both the magnitude and longevity of QFI. Randomized emitter configurations also reveal that vanishing waveguide-mediated cross decay maximizes both achievable sensitivity and the temporal duration over which information about the parameter remains accessible. Extending to multipartite probes, we demonstrate that the maximum QFI and its temporal integral scale with system size, exceeding the Heisenberg limit for all positioning strategies. Our results highlight the potential of waveguide-coupled emitter arrays as versatile quantum sensors, where collective radiative dynamics can be harnessed to achieve tunable, long-lived, and enhanced precision.
- Abstract（参考訳）: 非平衡プローブとしての量子エミッタの配列を1次元フォトニック導波路に結合し,導波路周波数を符号化する波数や分散特性などの特性を推定することを目的とした。
初期励起後の過渡ダイナミクスを考慮し、入出力位置決めによって量子フィッシャー情報(QFI)を著しく向上させることができることを示す。
2エミッタープローブの場合、最適なスペーシングは単一励起部分空間の集団とコヒーレンスを安定化させ、超放射能崩壊を抑制し、QFIの大きさと長寿命の両方を延長する。
ランダム化されたエミッタ構成はまた、導波管を介するクロス崩壊は達成可能な感度とパラメータに関する情報がアクセス可能な時間の両方を最大化することを示した。
マルチパーティタイトプローブに拡張すると、全ての位置決め戦略に対するハイゼンベルク限界を超える最大QFIとその時間積分スケールがシステムサイズで示される。
本研究は, 導波管結合型エミッタアレイを多用途量子センサとして活用し, 着色性, 長寿命化, 精度の向上を図ることを目的としたものである。
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