Stark 局域化作为具有超 Heisenberg 精度的弱场传感资源
量子物理
2023-07-11 v3 强关联电子
摘要
梯度场可有效抑制晶格中的粒子隧穿，并在所有能标上将波函数局域化，这一现象称为 Stark 局域化。在此，我们展示 Stark 系统可用作精确测量梯度场的探针，尤其在大多数传感器无法最优工作的弱场 regime。在扩展相中，Stark 探针实现了超 Heisenberg 精度，远超大多数已知的量子传感方案。在局域化相中，精度以普适方式下降，并快速收敛到热力学极限。对于单粒子探针，我们展示通过简单的位置测量，可在整个能谱的所有本征态上实现具有超 Heisenberg 精度的量子增强灵敏度。对此类探针，我们确定了 Stark 局域化转变的若干临界指数并建立了它们之间的关系。热涨落（其普适行为已被确定）将精度从超 Heisenberg 降至 Heisenberg，仍优于经典传感器。多粒子相互作用探针在其扩展相中也实现了超 Heisenberg 标度，并在转变点附近显示出进一步增强。即便在资源分析中计入态制备时间，仍可实现量子增强灵敏度。
引用
@article{arxiv.2301.10512,
title = {Stark localization as a resource for weak-field sensing with super-Heisenberg precision},
author = {Xingjian He and Rozhin Yousefjani and Abolfazl Bayat},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.10512},
year = {2023}
}
备注
10 pages, 9 figures, (Comments are welcome!)