离散时间晶体探针中的非线性增强量子传感

离散时间晶体是周期性驱动系统中的非平衡物相,具有稳定的次谐波振荡和破缺的离散时间平移对称性特征。其长寿命的相干动力学特性及对缺陷的强健耐受性,使其成为量子传感的潜力资源。无无序的离散时间晶体探针可实现耦合参数的量子增强估计。本研究将该传感机制拓展至非线性相互作用,证明非线性特性通过提升量子费希尔信息的系统尺寸标度指数,可显著增强传感精度。理论分析部分将严格的半范数上界与时间晶体区域内乘积态探针实现的物理相关标度行为相分离。数值研究表明,量子费希尔信息随Floquet周期数仍保持二次型长期增长,而系统尺寸指数随非线性指数近似线性增加,这确立了非线性作为量子增强灵敏度的有效资源。研究进一步揭示,更强的非线性会压缩时间晶体稳定窗口,使探针对共振条件的微小偏离更加敏感。该团队还分析了非理想脉冲的影响,证明此类缺陷反而能增强演化态编码的信息量。最后,该团队探讨了基于超导量子比特的非线性离散时间晶体传感协议的数字化实施方案。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-04-28 06:48

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