論文の概要: Global Precision Limits in Critical Quantum Metrology: From Cramér-Rao to Ziv-Zakai

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.08431v1
• Date: Thu, 09 Jul 2026 12:52:52 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-10 14:45:27.537013
• Title: Global Precision Limits in Critical Quantum Metrology: From Cramér-Rao to Ziv-Zakai
• Title（参考訳）: 臨界量子メトロロジーにおける世界精密限界--クラメール・ラオからザイヴ・ザカイへ
• Abstract要約: 平衡状態を持つ臨界量子距離論は、臨界付近でのみ量子増強感度を予測する。 クラメロ・ラオ境界によって予測される精度は、以前の標準偏差よりも大幅に改善されないことを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.080036156735605
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Critical quantum metrology with equilibrium states predicts quantum-enhanced sensitivity only in the vicinity of criticality, where large prior information about the parameter is required. By employing quantum Ziv-Zakai bounds, we derive a limit on the mean-square error in critical quantum metrology. For second-order quantum phase transitions, we show that the precision predicted by the Cramér-Rao bound offers no substantial improvement over the prior standard deviation. Thus, the critical quantum sensor's precision can only achieve a constant gain compared to the prior standard deviation, even without performing any measurement. We elucidate the fundamental limitation on the achievable precision in critical quantum metrology in the context of local sensing, even without considering state-preparation costs or noise. Thus, the super-Heisenberg-limited sensitivity at criticality arises from precise prior knowledge rather than a genuine gain due to criticality. Our work provides a practical framework for assessing critical quantum metrology and a routine for studying quantum sensing with many-body systems.
• Abstract（参考訳）: 平衡状態を持つ臨界量子距離論は、パラメータに関する大きな事前情報が必要とされる臨界付近でのみ、量子増強感度を予測する。 量子Ziv-Zakai境界を用いることで、臨界量子距離論における平均二乗誤差の極限を導出する。 2階量子相転移の場合、クラメル・ラオ境界によって予測される精度は、以前の標準偏差よりも大幅に改善されないことを示す。 したがって、臨界量子センサの精度は、測定を行わなくても、以前の標準偏差よりも一定の利得しか達成できない。 我々は、状態調整コストやノイズを考慮せずに、局所センシングの文脈において、臨界量子距離論における達成可能な精度の基本的な限界を解明する。 したがって、臨界性に対する超ハイゼンベルク制限感度は、臨界性による真の利得よりも正確な事前知識から生じる。 我々の研究は、臨界量子距離論を評価するための実践的なフレームワークと、多体システムによる量子センシングを研究するためのルーチンを提供する。

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