边界时间晶体作为交流传感器：增强与限制
量子物理
2025-03-19 v3 其他凝聚态物理
统计力学
摘要
我们研究了将边界时间晶体 (BTC) 作为交流 (AC) 场量子传感器的应用。边界时间晶体是与环境接触的非平衡物质相，其中多体系统的宏观部分打破了时间平移对称性。我们发现，当 BTC 的自旋与外加 AC 场共振时，其灵敏度得到增强，这可由量子 Fisher 信息 (QFI) 来量化。我们表明，该机制下的 QFI 动力学可由一个相对简单的假设来描述，该假设包含初期的幂律增长和后期的指数衰减。我们研究了该假设参数随资源（编码时间和自旋数）的标度行为，并通过与经典 QFI 界限的比较，确定了传感器性能具有中等程度的量子增强。在探究这一性能的精确来源时，我们发现，尽管 BTC 具有长相干时间和多体关联（这些是量子计量的有利性质），但其熵代价（在热力学极限下无限增长）阻碍了对 AC 场信息的最佳解码。该结果对未来开放系统量子传感器的候选者具有启示意义，我们希望它能鼓励未来对熵在量子计量中作用的研究。
引用
@article{arxiv.2406.06273,
title = {Boundary Time Crystals as AC sensors: enhancements and constraints},
author = {Dominic Gribben and Anna Sanpera and Rosario Fazio and Jamir Marino and Fernando Iemini},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.06273},
year = {2025}
}
备注
15 pages, 5 figures