論文の概要: Non-equilibrium quantum thermometry with bosonic samples
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.27894v1
- Date: Fri, 26 Jun 2026 09:37:58 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-29 18:24:25.443959
- Title: Non-equilibrium quantum thermometry with bosonic samples
- Title（参考訳）: ボゾン試料を用いた非平衡量子温度測定
- Abstract要約: ボーソニックプローブを用いた低温非平衡量子温度測定について, ドリューデミックスペクトル密度を用いて検討した。
我々は、ボヤノフスキーとヤスノウの二次解を用いて、プローブ-バスダイナミクスを正確に扱う。
我々はマルコフのQFIが定常値に単調に上昇し、内部最適値が得られないことを証明する。
- 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 study low-temperature non-equilibrium quantum thermometry with a bosonic probe: a quantum harmonic oscillator strongly coupled to a bosonic bath at temperature $T$ through a Drude--Ohmic spectral density. We treat the probe--bath dynamics both exactly, using the quadratic solution of Boyanovsky and Jasnow, and within a renormalized Gorini--Kossakowski--Lindblad--Sudarshan (GKLS) master equation. From the time-dependent covariance matrix we extract the quantum Fisher information (QFI) for general single-mode Gaussian probe states, including squeezed ones. In the strong-coupling, non-Markovian regime the QFI is non-monotonic in time, displaying bath-memory revivals that make a finite interrogation time $t^*>0$ strictly optimal. By contrast, we prove that the Markovian QFI rises monotonically to its stationary value and develops no interior optimum, so that its optimum is always pinned to the boundary $t^*\to\infty$; this complements existing Markovian precision-rate bounds, which concern $(\mathcal F(t)/t)$ rather than the single-shot QFI $(\mathcal F(t))$. Squeezed initial states yield a large transient advantage that thermalisation eventually erases, establishing squeezing and interrogation time as complementary thermometric resources. At equilibrium, strong coupling replaces the exponential Boltzmann suppression of the low-temperature relative error by a far milder polynomial divergence. As the model maps directly onto circuit quantum electrodynamics, these protocols appear within current experimental reach.
- Abstract（参考訳）: ボーソニックプローブを用いた低温非平衡量子温度測定: ドリュー-オフミックスペクトル密度を通した温度でボソニック浴に強く結合した量子調和振動子。このプローブ-バス力学を、ボヤノフスキーとヤスノウの二次解を用いて正確に扱い、また正規化されたゴリーニ-コサコフスキー-リンドブラッド-スダルシャン(GKLS)マスター方程式の中で研究する。
時間依存共分散行列から、圧縮されたものを含む一般的な単一モードガウスプローブ状態に対する量子フィッシャー情報(QFI)を抽出する。
強い結合性を持つ非マルコフ系では、QFI は時間的に非単調であり、有限の尋問時間 $t^*>0$ を厳密に最適にする入浴記憶再生を示す。
対照的に、マルコフ的 QFI がその定常値に単調に上昇し、内部最適値が存在しないことを証明するので、その最適値は常に境界 $t^*\to\infty$ に固定される。
スクイーズ初期状態は、熱化が最終的に消されるという大きな過渡的な利点をもたらし、補足的な熱測定資源としてスクイーズ時間と尋問時間を確立する。
平衡において、強い結合は、極端に弱い多項式の発散による低温相対誤差の指数的ボルツマン抑制を置き換える。
モデルが直接回路量子力学にマッピングされると、これらのプロトコルは現在の実験範囲内に現れる。
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