論文の概要: Controlled Quantum Metrology with Anisotropic Heisenberg Spin Interactions under Intrinsic Decoherence
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.16918v1
- Date: Mon, 15 Jun 2026 16:23:48 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-16 16:21:34.76433
- Title: Controlled Quantum Metrology with Anisotropic Heisenberg Spin Interactions under Intrinsic Decoherence
- Title（参考訳）: 固有デコヒーレンス下での異方性ハイゼンベルクスピン相互作用による制御量子メトロロジー
- Authors: S. K. Singh, Jia-Xin Peng, Y-J Zhu, Mohammad Khalid,
- Abstract要約: Dzyaloshinskii-Moriya (DM) 相互作用を持つ2量子異方性ハイゼンベルクスピン系における量子パラメータ推定を理論的に検討する。
量子フィッシャー情報(QFI)を用いて、均一磁場とDM相互作用強度の両方を推定する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.23204268908909578
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We theoretically investigate quantum parameter estimation in a two-qubit anisotropic Heisenberg spin system with Dzyaloshinskii-Moriya (DM) interaction in the presence of intrinsic decoherence described by the Milburn model. Using the Quantum Fisher Information (QFI), we study the estimation of both the uniform magnetic field and the DM interaction strength. Analytical expressions for the time-evolved density matrix are obtained and used to explore the effects of exchange anisotropy, intrinsic decoherence, and probe-state preparation on the achievable estimation precision. Our results show that suitable tuning of the anisotropic exchange coupling and the initial entangled state can considerably enhance the estimation performance, with different optimal parameter regimes emerging for magnetic-field and DM-interaction sensing. To better understand the role of quantum resources in metrology, we also examine the behaviour of concurrence, quantum coherence, and von Neumann entropy. Overall, our findings demonstrate that anisotropic Heisenberg spin systems with DM interaction provide a promising and flexible platform for high-precision quantum metrology even in the presence of intrinsic decoherence.
- Abstract（参考訳）: ミルバーンモデルにより記述された固有デコヒーレンスの存在下で、ジアロシンスキー・モリヤ相互作用を持つ2量子異方性ハイゼンベルクスピン系の量子パラメータ推定を理論的に検討した。
量子フィッシャー情報(QFI)を用いて、均一磁場とDM相互作用強度の両方を推定する。
時間進化密度行列の解析式を求め, 交換異方性, 内在性脱コヒーレンス, プローブ状態が達成可能な推定精度に及ぼす影響について検討した。
この結果から,異方性交換結合と初期絡み合い状態の適切なチューニングは,磁場やDMの相互作用検出に最適なパラメータ条件が現れることにより,推定性能を著しく向上させることができることがわかった。
気象学における量子資源の役割をより深く理解するために、コンカレンス、量子コヒーレンス、フォン・ノイマンエントロピーの振る舞いについても検討する。
総じて, DM相互作用を持つ異方性ハイゼンベルクスピン系は, 固有デコヒーレンスの存在下においても, 高精度な量子メソロジーのための有望かつ柔軟なプラットフォームを提供することを示した。
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