論文の概要: Quantum sensing of aging transitions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.02004v1
- Date: Thu, 02 Jul 2026 10:41:00 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-03 19:45:08.792328
- Title: Quantum sensing of aging transitions
- Title（参考訳）: 時効遷移の量子センシング
- Abstract要約: 老化遷移は、不活性な量子ノードの数が閾値を超えるにつれて集団動力学が劣化する重要な現象である。
ここでは、単一量子ビットプローブを振動子ノードの小さな部分集合にコヒーレントに結合してこの遷移点を見つけるための量子センシング戦略を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.1044541195241373
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The aging transition is a critical phenomenon in which collective dynamics deteriorate as the fraction of inactive quantum nodes exceeds a threshold, referred to as the aging transition point. Such transitions are relevant to a broad range of biological and physiological systems, and may play an important role in quantum information processing, particularly in the stability assessment and robustness control of quantum networks. Detecting the aging transition point is therefore crucial for predicting network breakdown, since it marks the critical threshold at which a quantum network abruptly loses its stable active state and enters a degraded inactive phase. Here we propose a quantum sensing strategy to locate this transition point using a single qubit probe coherently coupled to a small subset of oscillator nodes. As the inactive fraction p approaches the aging transition point, the excited-state population of the probe becomes highly sensitive to variations in p, leading to a pronounced enhancement of the Fisher information. This critical enhancement enables high-precision estimation of the transition point. Remarkably, this enhancement survives even in the classical regime for the oscillators, where the Fisher information increases dramatically as p approaches the transition region. Our results establish a feasible route to sensing aging transitions in oscillator networks and provide a metrological perspective on critical phenomena in quantum many-body systems.
- Abstract（参考訳）: 老化遷移は、不活性な量子ノードの割合が、老化遷移点と呼ばれるしきい値を超えるため、集団動力学が劣化する重要な現象である。
このような遷移は、幅広い生物学的および生理的システムに関係しており、量子情報処理、特に量子ネットワークの安定性評価と堅牢性制御において重要な役割を果たす。
したがって、老朽化遷移点の検出は、量子ネットワークが突然安定した活性状態を失い、劣化した不活性相に入る臨界しきい値を示すため、ネットワークの破壊を予測するために重要である。
ここでは、単一量子ビットプローブを振動子ノードの小さな部分集合にコヒーレントに結合してこの遷移点を見つけるための量子センシング戦略を提案する。
不活性分数pが老化遷移点に近づくと、プローブの励起状態の集団はpの変動に非常に敏感になり、フィッシャー情報の顕著な増強につながる。
この臨界拡大により、遷移点の高精度な推定が可能となる。
注目すべきは、この拡張は、Pが遷移領域に近づくにつれてフィッシャー情報が劇的に増加する振動子の古典的状態においても生き残ることである。
以上の結果から, 振動子ネットワークにおける老化遷移を検知し, 量子多体系における臨界現象の気象学的考察を行うことが可能となる。
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