广义 Tavis-Cummings 模型中由 XY 自旋相互作用增强的量子计量
量子物理
2024-04-10 v3
摘要
量子计量因利用量子纠缠等量子资源提供高精度估计的能力而受到认可。在此，我们通过引入 自旋相互作用提出一个广义 Tavis-Cummings 模型，以探究多体效应对由量子 Fisher 信息（QFI）量化的估计精度的影响。通过推导我们模型的有效描述，我们建立了 QFI 与由 自旋相互作用诱导的自旋涨落之间的封闭关系。基于这一精确关系，我们强调了自旋各向异性在实现估计弱磁场的 Heisenberg 标度精度中不可或缺的作用。此外，我们观察到估计精度可通过增大自旋各向异性的强度而增强。我们还揭示了在 Ising 相互作用减弱的 Tavis-Cummings 模型中 QFI 的明显标度转变。我们的结果通过考虑多体效应丰富了计量理论，并且也提出了一种通过利用多体量子相所提供的力量来提高估计精度的替代方法。
引用
@article{arxiv.2307.16166,
title = {Quantum metrology enhanced by the $XY$ spin interaction in a generalized Tavis-Cummings model},
author = {Yuguo Su and Wangjun Lu and Hai-Long Shi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.16166},
year = {2024}
}