具有变程相互作用的量子增强传感
量子物理
2025-07-01 v2 无序系统与神经网络
强关联电子
摘要
参数估计的典型界限即标准量子极限（SQL），可通过利用纠缠等量子资源被超越。为估计磁探测场，我们提出了一种基于具有适中横向磁场的变程多体量子自旋链的量子传感器。我们报告了采用长程系统作为量子传感器的三重益处。首先，具有准长程相互作用的传感器在所有配位数下总能击败SQL，而具有长程相互作用的传感器不具备这种普适的量子优势。其次，长程哈密顿量在估计精度与系统尺寸标度两方面均优于最近邻（NN）哈密顿量。最后，我们观察到具有长程相互作用的系统在初态处于高温时仍能低于SQL，而具有NN相互作用的传感器则不能。此外，基于长程Ising哈密顿量的传感器被证明对磁场中的杂质以及当时间非均匀退相干噪声在探测体与系统相互作用期间作用时具有鲁棒性。
引用
@article{arxiv.2307.06901,
title = {Quantum-enhanced sensing with variable-range interactions},
author = {Monika Mothsara and Leela Ganesh Chandra Lakkaraju and Srijon Ghosh and Aditi Sen De},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.06901},
year = {2025}
}
备注
v1: 12 pages, 9 figures; v2: title changed, significantly improved the manuscript, and close to the published version. 15 pages, 11 figures